Мило, його склад, мийна дія. Охорона довкілля.

Тема уроку: Мило, його склад, мийна дія. Охорона довкілля.

Формування компетентностей:

• предметна компетентність: поглибити знання учнів про склад мила та мийну дію; порівняти  властивості мила  і синтетичних миючих засобів; показати різноманітність і використання мила; розвивати інтерес до процесу миловаріння.

ключові компетентності:

• спілкування державною мовою для розуміння текстів природничого змісту; для використання в мовлені хімічних термінів, понять, символів та сучасної української номенклатури; обговорення результатів дослідження і роботи висновки;
• компетентність у природних науках та технологіях для формування в учнів практичних навичок дослідження;
• уміння вчитися впродовж життя шляхом спостереження хімічних явищ і процесів та їхніх наслідків;
• інформаційно-цифрова компетентність для здійснення пошуку інформації в різних джерелах;
• ініціативність і підприємливість – виявляти здатність до роботи в команді, бути ініціативним, вести діалог задля досягнення спільної мети під час виконання хімічного досліду і навчального проекту;
• екологічна грамотність і здорове життя – використовувати хімічні явища для пояснення користі і шкоди здобутків хімії для людини і довкілля.

Тип уроку: комбінований

Метод: ділова гра, бесіда, самостійна робота, демонстрація, практична робота.

Обладнання: мило, пральні порошки, вода, універсальний індикаторний папір, хімічний посуд, шкала для визначення pH  розчину, роздатковий матеріал, мультимедійний проектор

Хід уроку

(Учні поділяються на 4 групи:  1 – історики;  2 – хіміки-технологи;

 3 – екологи; 4-науковці)

На початку уроку вчитель ознайомлює учнів з системою оцінювання, яка буде дійсна на протязі уроку. (За кожну правильну відповідь учень отримує одну фішку).

1.  Організаційний момент
2. Етап перевірки домашнього завдання

( повідомлення учнів на тему «Органічні сполуки в побуті»)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Вчитель: Сьогодні на нашому уроці ми розглядаємо хімічні продукти, без яких ми не уявляємо свого життя: це мило, та синтетичні миючі засоби. Мило входить до життя людини з самого народження, це символ чистоти, здоров’я, культури. Не дивно, що німецький хімік Юстус Лібіх пропонував вимірювати ступінь культури народу кількістю використаного мила.

 На цьому уроці ми розширимо наші знання про мило, його мийну дію, дізнаємося більше про СМЗ, особливості їх використання у повсякденному житті не завдаючи шкоди навколишньому середовищу (Формулювання разом з учнями мети і задач вивчення нового матеріалу. Показ практичного значення. Вивчення нового матеріалу) . В цьому нам допоможуть розібратися представники груп.

IV. Актуалізація опорних знань:

Опитування  учнів

1. Що  таке  жири?
2. Як  поділяються  жири?
3. Як  поділяються  вищі  карбонові  кислоти?
4. Які   карбонові  кислоти  входять  до  складу  твердих  жирів?
5. Які   карбонові  кислоти  входять  до  складу  рідких  жирів?
6. Назвіть  представників  вищих  насичених  карбонових  кислот.
7. Назвіть  представників  вищих  ненасичених  карбонових  кислот.
8. Яким  способом  можна  отримати  твердий  жир  із  рідкого?
9. Які  катіони  зумовлюють  твердість  води?

2. Робота біля дошки.

1. Напишіть формулу жиру — тристеарату.

2. Напишіть лужний гідроліз тристеарату.

3. Напишіть формули будь-якого рідкого й твердого мила.

V. Засвоєння нових знань

А тепер ми дізнаємось чи завжди було мило? Зі своїми дослідженнями нас ознайомить група істориків.

Учень 1

У давні часи люди вже знали основні правила гігієни. Для прання використовували пісок, глину, яєчні жовтки. Саме таке прання описав Гомер у поемі «Одисея»:

«Жінки везли білизну до рівчака в глинистому грунті довго його топтали ногами, після цього білизну мили і полоскали». До того як почати прання до білизни додавали глину яка поглинала жир.

На зміну всім цим засобам прийшло мило. Єгипетські археологи після розкопок у дельті Нілу дійшли висновків, що виробництво мила було налагоджено декілька тисяч років тому.

 У 5 ст. до н.е. фінікійці навчилися варити мило з козячого жиру і деревного попилу. У Європі миловаріння як ремесло виникло у 14 ст.

Учень 2

Найраніше письмова згадка про мило в європейських країнах трапляється у римського письменника і вченого Плінія Старшого . У трактаті «Природнича історія», який, по суті, був енциклопедією природничо-наукових знань античності, Пліній писав про способи приготування мила омиленням жирів. Мало того, він писав про тверде і м’яке мило, яке добувають із використанням соди і поташу відповідно. Про мило згадує у своїх трактатах ще римський лікар Гален, який жив у ІІ столітті нашої ери.

Учень 3

Лише в епоху Відродження повернулись до старого, але забутого ремесла –миловаріння. Рецептів було багато, але майстри тримали їх у таємниці. Розвитку миловаріння сприяла наявність сировинних джерел, так марсельська миловарна промисловість, користувалася оливковою олією і содою. Оливкову олію добували простим холодним пресуванням плодів оливкових дерев. Олію, добуту після перших двох пресовань, використовували для харчових цілей, а після третього – для переробки на мило. Марсельське мило було важливим товаром торгівлі уже в ІХ столітті. Крім Франції, миловаріння в Європі розвивалося в Італії, Греції, Іспанії, на Кіпрі, тобто в районах, де ростуть оливкові дерева. Перші німецькі миловарні були засновані в 14 столітті.

Учень 4

Незважаючи на те,що наприкінці Середньовіччя в різних країнах існувала досить розвинута миловарна промисловість, та хімічна суть процесів була не ясною.

Лише на рубежі 18 і 19 століть була виявлена хімічна природа жирів і внесена ясність у реакцію їхнього омилення. 1779 року швецький хімік Шеєле показав, що під час взаємодії оливкової олії з плюмбумом оксидом і водою утворюється солодка і розчинна у воді речовина. Вирішальний крок на шляху вивчення хімічної природи жирів зробив французький хімік Шеврель. Він відкрив стеаринову, пальмітинову  і олеїнову кислоти, як продукти розкладу жирів під час їх омилення водою і лугами. Солодку речовину, яку одержав Шеєле, Шеврель назвав гліцерином. Цим ученим ми завдячуємо відкриття, що мило може бути добуто із найрізноманітніших жирів, а вчений Леблан розробив порівняно простий і дешевий спосіб виробництва каустичної соди, потрібної для приготування із цих жирів мила.

Учень 5

Мило – це  солі  вищих  карбонових  кислот   з  Натрієм  або  Калієм. До складу мила входять натрієві та калієві солі вищих карбонових кислот: стеаринової та пальмітинової. Натрієві солі вищих карбонових кислот є основною складовою частиною твердого мила, калієві солі – рідкого мила.

Мило має  такі  властивості як  твердість, розчинність  у  воді, здатність  до  піноутворення, мийна  здатність. Властивості  залежать  від  складу  карбонових  кислот. Пальмітинова  кислота  забезпечує  твердість і  високе  піноутворення, олеїнова – розчинність  у  холодній  воді і мийну  здатність, стеаринова  кислота  - посилює дію  мила  у  гарячій  воді. Високоякісні  сорти  мила  виготовляють  з  додаванням   лауринової  кислоти С11Н23СООН, що  міститься  в кокосовому  маслі.

Туалетне мило відрізняється від господарського кількістю добавок і барвників, антисептиків, гліцерину, запашних речовин.

Основою для виробництва натурального мила є олія соняшникова бавовняна, тваринний жир.

Вчитель: Хімічну природу миючої дії мила дослідили хіміки, вони познайомлять нас зі своїми дослідженнями. Що ж ви скажете про склад мила?

Учень 6

У побуті, не говорячи про промисловість, мийці піддають різні предмети і об’єкти. Речовини-забрудники бувають найрізноманітніші, але найчастіше вони малорозчинні або нерозчинні у воді. Такі речовини гідрофобні, оскільки не змиваються водою. Тому потрібні й різні мийні засоби. Що ж таке миття? Це очищення забрудненої поверхні рідиною, що містить мийні речовини або їх систему. Як рідину в побуті використовують воду. Добра мийна система має виконувати подвійну функцію: видалити забруднення з поверхні і перевести його у водний розчин. Отже, мийна речовина також повинна володіти подвійною функцією: а) здатністю взаємодіяти з речовиною-забрудником; б) переводити її у воду або водний розчин. Тобто молекула мийної речовини повинна мати гідрофобну і гідрофільну частини. Гідрофобна частина молекули мийної речовини володіє здатністю взаємодіяти з поверхнею гідрофобного забрудника. Гідрофільна частина взаємодіє з водою, проникає у воду і захоплює з собою частинку забрудника, приєднаного до гідрофобного кінця. Під час розчинення мило своєю карбоксильною групою занурюється у водний розчин, а неполярна вуглеводнева група виштовхується з води. Якщо на тканині є жир, то вуглеводнева частина розчиняється в ньому, а карбоксил «застряє» у воді. Таким чином, мило зв’язує водний розчин з нерозчинними в ньому жировими і жироподібними речовинами. Крім того, молекули мила у водному розчині набувають негативного заряду і, осідаючи на тканину, також заряджають її негативно. Вони  надають цього ж заряду і брудові, що вимивається з тканини. Оскільки однойменно заряджені частинки відштовхуються, часточки бруду не можуть знову осісти на тканину і зв’язатися між собою. Тому вони утримуються в розчині.

Утворена у мильному розчині піна полегшує утримання бруду, який прилипає до поверхні тоненьких мильних плівок, що оточують повітряні бульбашки. Отже, мийні речовини мають володіти здатністю адсорбуватися на граничній поверхні, тобто мати поверхневу активність. Їх називають поверхнево-активними речовинами. Солі вищих карбонових кислот, які входять до складу мила, є типовими поверхнево-активними речовинами.

Вчитель: Як же виготовляють мило?

(комп’ютерна презентація і виступ технологів)

Технологи:

1. У результаті нагрівання жиру з водою в автоклавах утворюються гліцерин і жирні кислоти. Для виготовлення мила кислоти нагрівають із розчином натрій карбонату. Щоб виділити мило, до розчину добавляють натрій хлорид. При цьому мило спливає у вигляді щільного шару – ядра. Із цієї маси виготовляють ядрове мило – звичайні сорти господарського мила. Для виготовлення туалетного мила ядрове мило висушують, змішують з барвниками і запашними речовинами, піддають пластичній обробці і штампують у шматки потрібної форми.
2. Які основні якості туалетного мила? Туалетне мило повинно мати здатність:
   •           Добре розчинятися і утворювати піну в холодній воді;
   •           Бути пластичним у процесі виробництва (а не крихким);
   •           Тривалий час зберігати мийну дію;
   •           Бути стійким до дії зовнішнього середовища.

  Вищі сорти туалетного мила виготовляють тільки з якісних натуральних жирів: 60-65% яловичий жир, 15-20% - свинячий і 15-20% кокосова олія. Мило найдешевших масових сортів продукують із сировини, у якій значна частина тваринних жирів замінена саломасами, а кокосова олія – композицією синтетичних жирних кислот. Виробництво мила потребує великої витрати жирів. Але жири – цінний продукт харчування. Тому сьогодні мило здебільшого виготовляють на основі синтетичних кислот. Дешеве мило зовсім не означає, що воно погане. Скоріше за все його можна назвати недовговічним: під час гідрогенізації рідких жирів здебільшого утворюється тверда стеаринова кислота. Тому добуте мило відрізняється крихкістю і підвищеною «гідрофобією» - у вологій атмосфері воно розбухає і покривається слизом.

Робота з роздатковим матеріалом.

Складання опорної схеми за темою «Мило, його склад, мийна дія».

Лабораторна  робота: «Шкідливо чи корисно мило?».

Хвилинка релаксації

- Без якої речовини , на ваш погляд, важко уявити господарську діяльність мила?

- Без води.

- От і пропоную вам трохи розслабитися, закрити очі і уявити крапельки води, дзвінкі, переливаються на сонечку. (Музичний фрагмент). Час релаксації 30 сек.

Вчитель: А як ви думаєте, чи можна випрати білизну милом у морській воді? Так, мило не зовсім задовольняє всіх сучасних потреб людини у митті. Прання здебільшого у твердій воді, щоденний догляд за волоссям потребують нових мийних засобів.

Науковці:

1. Нині хімічна промисловість випускає велику кількість різних синтетичних мийних засобів. Виробництво їх засноване на дешевій сировинній базі, а точніше на продуктах переробки нафти й газу. Вони, як правило, не утворюють малорозчинних у воді солей кальцію і магнію. Будова молекули цього синтетичного засобу аналогічна будові молекули жирового мила – вона має неполярну і полярну частини.

Вчитель: Я пропоную порівняти миючу здатність мила і СМЗ.

Демонстрація «Порівняння властивостей мила і синтетичних мийних засобів.»

Де утворюється стійкіша піна? Чому?

Висновок: На відміну від звичайного мила, синтетичні мийні засоби добре миють у твердій воді.

Отже, ми ще раз можемо підкреслити переваги СМЗ перед милом:

1. вони з успіхом миють в твердій і навіть у морській воді, оскільки або не взаємодіють з йонами кальцію та магнію, або утворюють з ними розчинні у воді солі;
2. більшість із СМЗ можуть добре відмивати тканини не лише у слабко лужному, але і в нейтральному та кислому середовищі, що дуже важливо для текстильної та інших галузей промисловості;
3. прання із СМЗ можна здійснювати при температурах 25-35°С, при яких не змінюються міцність волокна та якість його пофарбування;
4. суттєвою перевагою СМЗ є те, що сировиною для їх отримання є нафта, а не харчові жири.

Вчитель: Сучасні СМЗ задовольняють потреби навіть найвимогливішої пралі.

Але всі вони мають одну хибу – не руйнуються в процесі використання і забруднюють довкілля. Що з цього приводу скажуть екологи?

Наша екологічна організація представляє три основні питання негативної дії СМЗ:

1. Наслідки використання СМЗ.
2. Дія СМЗ на організм людини.
3. Одна з головних проблем СМЗ – їх утилізація.

СМЗ передбачали велике майбутнє. Але останнім часом вони привертають до себе увагу в усіх країнах світу з іншої причини: у зв’язку із забрудненням ними довкілля.

Яку ж шкоду завдають СМЗ оточуючому середовищу, зокрема, водним басейнам?

По-перше, багато які з них руйнуються дуже повільно, а деякі взагалі не руйнуються біологічним шляхом за допомогою мікроорганізмів. Тому ці токсичні продукти разом з промисловими стоками потрапляють у природні водні басейни річок, озер, де збільшують змочуваність води, змінюють поверхневий натяг природних вод і сприяють утворенню густої і стійкої піни.

По-друге, СМЗ – сильні дезоксигенатори, тобто речовини, що активно руйнують у воді кисень. Через це живі організми, що мешкають у воді, гинуть.

Небезпека фосфатних порошків для здоров'я людини. До складу фосфатних порошків входять поверхнево-активні речовини. Такі речовини, потрапляючи в організм людини, спричинюють алергію, вражають легені, нирки, мозок і печінку, викликають грубі порушення імунітету.

VI. Узагальнення і закріплення знань.

Проведення тестування за темою «Мило, його склад, мийна дія».

Правильні відповіді будуть показані на екрані.

 VII. Підбиття підсумків уроку, рефлексія.

Вчитель: Отже, завдяки роботі творчих груп, ми з’ясували у ході уроку-презентації природу мила і СМЗ, пояснили їх миючу дію та вплив на довкілля і організм людини.

«Закінчи речення»

• Сьогодні на уроці я дізнався…
• Сьогодні на уроці я зрозумів…
• Сьогодні на уроці найцікавішим було…

Своє відношення до уроку учні демонструють за допомогою веселого чи сумного смайликів.

VIII. Домашнє завдання:

1) § 20, сторінка 127 вивчити;

2) підготувати повідомлення на одну з тем «Перспективи застосування мила», «Миловарна промисловість України».