Урок "Вищі карбонові кислоти: стеаринова, пальмітинова, олеїнова. Мило, його склад, мийна дія".

Клас: 9

Тема уроку: Вищі карбонові кислоти: стеаринова, пальмітинова, олеїнова. Мило, його склад, мийна дія.

Мета уроку: формувати знання учнів про вищі насичені і ненасичені карбонові кислоти; ознайомити з окремими представниками цього класу, практичним  значенням реакції вищих карбонових кислот з утворенням солей – основного компонента мила; показати практичне значення і застосування вищих карбонових кислот.

Обладнання: підручник, зошит, зразки вищих карбонових кислот,  мило (туалетне, господарче).

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку:

І. Організація класу.

Доброго дня. Рада бачити вас у доброму здоров’ї та гарному настрої.

Доброго здоров’я, любі учні,                                                

Хай сьогодні радісно всім буде,                                                

Хай мозок повниться знаннями                                                    

І щастя у навчанні та житті буде з вами.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

На минулому уроці ми познайомилися з фізичними та хімічними властивостями оцтової кислоти, її застосуванням у промисловості. Сьогодні повторимо вивчене, адже добування та застосування речовин тісно пов’язане з їх властивостями.

Перевірка домашнього завдання.

Хімічний диктант «Що ми знаємо про оцтову кислоту?»

1. Вкажіть формулу оцтової кислоти:

а) С₂Н₄О;

б) С₂Н₄О₂;

в) С₂Н₄.

г) СН₃СООН.

2. Міжнародна назва оцтової кислоти:

а) мурашина;

б) етаналь;

в) етанова;

г) бутанова.

3. Назвіть функціональну групу карбонових кислот:

а) гідроксильна;

б) карбонільна;

в) карбоксильна.

4. Оцтова кислота:

а) добре розчинна у воді;

б) погано розчиняється;

в) не розчиняється.

5. Оцтова кислота:

а) блакитного кольору;

б) безбарвна;

в) білого кольору.

6. Температура кипіння етанової кислоти вища ніж пропану тому, що:

а) між молекулами утворюються водневі зв’язки;

б) в етанової кислоти більша молекулярна маса.

7. Оцтову кислоту використовують у виробництві волокон:

а) віскозних;

б) ацетатних;

в) капрону.

8. Оцтову кислоту використовують як:

а) паливо;

б) хладоагент;

в) розчинник.

9. Який розчин оцтової кислоти використовують у харчовій промисловості:

а) 70%;

б) 40%;

в) 9%.

10. В природі етанова кислота утворюється внаслідок процесу:

а) дихання;

б) фотосинтезу;

в) мікробіологічного синтезу.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Сполуки, що  забруднюють  тіло, одяг  й  інші  речі досить  різноманітні  за  складом  і  будовою. Водночас  вони  малорозчинні  або  нерозчинні  у  воді  і  тому  вода  не  може  справитись з  більшістю  забруднень. Щоб  позбутись  їх  необхідно  використовувати  побутові  хімікати з  групи  мийних  засобів (мило, порошки).

Повідомлення теми та мети уроку.

На цьому уроці ми поглибимо знання про вищі карбонові кислоти на прикладі стеаринової, пальмітинової, олеїнової, ознайомимося з їхніми властивостями. Також познайомимося з одержанням, складом і властивостями мила та сферами його застосування.                                        

Сподіваюся, що сьогоднішній урок не стане цьому на заваді.  Отже, я покладаюся на ваші здібності, ваш розум, ваше мислення. А зараз напишіть свої сподівання від уроку і прикріпіть їх до кораблика.

Вчитель демонструє малюнок Річки Очікувань з двома берегами – Берег Сподівань і Берег Звершень. Учні до моделі кораблика прикріплюють  свої сподівання від уроку, а в кінці переносять кораблик на другий берег.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Розповідь вчителя з елементами бесіди.

Вищі карбонові кислоти. 

Вищими карбоновими кислотами називають карбонові кислоти, у молекулах яких міститься від 12 до 22 атомів Карбону. Як і вуглеводні, вищі карбонові кислоти можуть бути насиченими та ненасиченими.

З насичених вищих карбонових кислот найчастіше трапляються стеаринова й пальмітинова кислоти.

Формула стеаринової кислоти: С₁₇Н₃₅СООН.

Формула пальмітинової кислоти: С₁₅Н₃₁СООН.

Стеаринова та пальмітинова кислоти – тверді білі воскоподібні речовини без запаху, жирні на дотик, нерозчинні у воді, але добре розчинні в органічних розчинниках, легкоплавкі. Їх використовують для виготовлення свічок, мастил, косметичних засобів і різних сортів мила.

Ненасичених вищих карбонових кислот існує набагато більше, ніж насичених. Серед них найпоширенішими є: олеїнова С₁₇Н₃₃СООН, лінолева С₁₇Н₃₁СООН, ліноленова С₁₇Н₂₉СООН.

Ненасичені вищі карбонові кислоти – безбарвні або світло-жовті маслянисті рідини без запаху, нерозчинні у воді, але добре розчинні в багатьох органічних розчинниках. Їх застосування в техніці принципово не відрізняється від насичених кислот, але вони набагато цінніші для людини як поживні речовини у складі жирів.

Повідомлення учня «Історія мила».

За існуючими даними, мило виготовлялося ще в стародавньому Шумері та Вавилоні (приблизно 2800 років до н. е.), а Єгипетський папірус свідчить про те, що єгиптяни регулярно милися за допомогою мила. Одна з легенд пов’язує появу мила і навіть слова «soap» з горою Sapo, на якій в Стародавньому Римі спалювали туші принесених в жертву тварин. Жир тварин, який виділявся під час спалювання такої жертви, накопичувався та змішувався з попелом вогнищ (як природний луг), а потім змивався дощами в річку, в результаті чого вода починала пінитися і добре змивати весь бруд з тканини. Саме тоді помітили той факт, що завдяки цій суміші, одяг почав пратися набагато легше.

Створення милоподібної напіврідкої речовини «сапо» дало можливість жінкам використати її не лише для прання, але й для косметичних цілей: укладки волосся, фарбування. Проте ефект не був довготривалим, оскільки при попаданні на цю суміш води, утворювалася густа піна і фарба легко змивалась. Пізніше римляни стали використовувати для варіння жири та природну соду, без золи. Таку суміш змішували і тримали на вогні до повного випаровування води, в результаті чого виходили тверді шматки мила. Але мило виявилося таке жорстке, що його використовували тільки для прання.

Для миття тіла в той час римляни застосовували спеціальний інструмент – стригли.

Одна  з  перших  публікацій  про  мило  зустрічається у «Природній  історії» Плінія  Старшого. Він  пише, що  мило  виготовляють  з  букової  золи  і  козиного  сала, а  добули  його  гали  для  фарбування  волосся  в  червоний  колір. З  тексту  не  зрозуміло, чи  використовувалось  мило для  інших  цілей.

У  відомому  папірусі Еберса – медичний древньогрецький  рукопис, знайдений в 1872 р, до ХІ ст. до н. е. мило  згадується  як  лікарський  препарат. У документах, що  дійшли  до  нас  із  середньовіччя, спогадів  про  мило  не  було. Якщо  в  Стародавньому  Римі було, як  відомо 800 лазень, то в  середині ІІ тис. Іспанська  королева Ізабелла Католицька пишалась  тим, що  милась  два  рази  в  житті: після  народження  і  перед  весіллям. Миловаріння  як  ремесло  виникло в Європі у XIV ст.  В Росії секрети  виробництва  мила перейняли від  Візантії. Майстри  миловаріння  появились   лише  у XV ст. Найвідомішим  з  них  був Гаврило Андрєєв, який  створив  завод в  Твері. Перші  синтетичні  мийні  засоби  зявились  в 1916 р. Винахід німецького  хіміка Фріца Понтера мав  лише  промислове  застосування. Побутові  синтетичні  мийні  засоби  не  шкідливі  для  рук стали  випускати у 1933р.

Мило  і  його  мийна  дія.

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.

У промисловості мило добувають лужним гідролізом жирів. Цей процес ще називають омиленням жирів. Для омилення жирів замість лугу можна використовувати соду Na₂CO₃. Мило, добуте внаслідок цієї реакції, називається господарське мило. Туалетне мило відрізняється від господарського наявністю добавок: барвників, запашних речовин, антисептиків тощо.

Основою  для  виробництва  натурального  мила є олія                (соняшникова, бавовняна), тваринний  жир.  Синтетичне  мило  отримують окисненням  парафіну.

Мило  володіє  мийною  дією.

Мийна дія мила – складний фізико-хімічний процес. Мило є посередником між полярними молекулами води і неполярними часточками бруду, нерозчинного у воді. Якщо позначити вуглеводневий радикал буквою R, то склад мила виражається формулою R-COONa. За хімічною природою мило – це сіль, йонна сполука. Під час миття молекули мила так орієнтуються на забрудненій поверхні, що полярні групи звернені до полярних молекул води, а неполярні вуглеводневі радикали – до неполярних часток бруду. Останні ніби потрапляють в оточення молекул мила і легко змиваються з поверхні водою.

Мийний ефект мила зумовлений процесами, що відбуваються на поверхні розчину, де в зв’язку зі специфікою будови зосереджені молекули мила (такі речовини називаються поверхнево-активними – ПАР).

У твердій воді мило втрачає свою мийну дію, тому що утворюються нерозчинні магнієві та кальцієві солі вищих карбонових кислот.

Синтетичні  мийні  засоби.

У зв’язку з цим широко розвивається виробництво синтетичних мийних засобів. Вони мають добру мийну дію і не втрачають її у твердій воді. До ефективних синтетичних мийних засобів належать алкілсульфати. Це натрієві солі моноестерів сульфатної кислоти з вищими спиртами RO–SO₂ONa, де R – насичений вуглеводневий радикал. Молекули цих солей містять 12-14 атомів Карбону і мають дуже добрі мийні властивості. Кальцієві та магнієві солі їх розчинні у воді, а тому такі мийні засоби миють і у твердій воді. Вони входять до складу поширених пральних порошків.

R-CH₂OH + H-O-SO₂-OH -- R-CH₂- SO₂-OH + H₂O

R-CH₂- SO₂-OH + NaOH -- R- CH₂- SO₂-ONa + H₂O

За  будовою  молекули СМЗ  подібний до   молекули  мила. Але  на  відміну  від  мила  це  солі  іншої  природи. У  твердій  воді  вони  не  утворюють  нерозчинних  сполук.

Повідомлення учня.

Сьогодні  існує  велика  кількість  різноманітних СМЗ. Кожен  із  них  має  свої  особливості, переваги  і  призначення. Так, для  бавовняних  тканин  краще  використовувати  порошок, який  має в  своєму складі  високоякісні  поверхнево-активні  речовини  з  добавками, що  забезпечують  ефективну  мийну  дію, відбілюють  білизну  та  надають  її  особливої  свіжості. До  пральних  порошків  часто  додають  підбілювачі, які не  лише  відбілюють  тканину, а й швидко  видаляють  бруд. Сучасні СМЗ, які  використовуються  для  побутових  пральних  машинок, повинні  мати  не  лише високу  мийну  здатність, але  і  не  утворювати  піни. Це  потрібно  для  надійної  роботи  пральної  машинки . З  цією  метою  створюють  універсальні  мийні  пасти  із  зниженим  піноутворенням. Вироби  із  синтетичних, шовкових, шерстяних  тканин  мають  властивість  накопичувати  електричні  заряди  і  прилипати до  тіла, іскритись  і  посилено  притягувати  пил.  Для  боротьби  з  таким  явищем  розроблено  високоефективні  мийні  засоби  комплексної  дії, які  в  процесі  прання  знімають  заряди  статистичної  електрики. Випрані  ними  вироби  стають  м’якими, мають  приємний  аромат, не  втрачають  свого  початкового  вигляду і  довгий  час  не  електризуються

Повідомлення учня «Захист  навколишнього  середовища  від  забруднення  синтетичними  мийними  засобами».

Є влучний  вислів « Немає  отрути, існує  перебільшене  дозування».

Менше  століття  тому, коли  виробництво мийних  засобів мало  невеликі  оберти, особливих  змін  у  природі  не  відбувалось. Сьогодні  використання  мила  і СМЗ  приводить  до  незворотніх  змін  у  рослинному  і  тваринному  світі.

Мило і синтетичні мийні засоби належать до так званих поверхнево-активних речовин (ПАР). Їхнє широке застосування часто пов’язують із забрудненням водойм, довкілля. Річ у тім, що до мийних засобів додають фосфати, які у водоймах перетворюються на речовини, що живлять мікроорганізми. Вони починають швидко розмножуватись. А це спричинює заболочення водойм. Через це сучасні мийні засоби повинні хімічно чи біологічно розкладатися на нешкідливі речовини, що не забруднюють стоки.

Щоб  захистити  навколишнє  середовище  від  забруднення СМЗ необхідно  використовувати  їх  у  помірних  кількостях.

V. Узагальнення та систематизація знань.

Метод «Мозковий штурм».

1. Які сполуки відносять до вищих карбонових кислот?

2. Наведіть молекулярні формули та назви вищих карбонових кислот, про які йшлося на уроці.

3. Які з карбонових кислот є насиченими, а які – ненасиченими?

4. Які речовини є милом?

5. Поясніть, чому ВКК нерозчинні у воді, а їхні солі – розчинні.

VІ. Домашнє завдання.

Прочитати параграф 34 у підручнику.

Підготуватися до проекту на тему: «Виготовлення мила з мильної основи».

VII. Підбиття підсумків уроку.

Перенесення кораблика до берега Звершень, визначення здійснення сподівань.

Оцінювання навчальних досягнень учнів.

Побажання учням. 

І повітря, і вода –

Взагалі природа вся!

Хімію вивчай охоче –

І в халепу ти не вскочиш.

Будеш знать про неї все,

Вона користь принесе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Демонстрація. Порівняння розчинення мила в твердій і м’якій (дистильованій) воді: беремо 2 пробірки, наливаємо по 1 мл. В першу тверду воду, в другу – дистильовану. До обох пробірок доливаємо по окремих порціях мильний розчин до утворення мильної піни.

Спостереження: в пробірці з дистильованою водою піноутворення відбувається швидше, а з твердою – повільніше тому що певна частина мильного розчину витрачається на осадження солей Кальцію і Магнію в твердій воді.

Висновок: М’яка вода – більш придатна для прання. У твердій воді мило дає мало піни: катіони Кальцію і Магнію сполучаються з аніонами вищих карбонових кислот (як відомо, мило містить солі лужних елементів і цих кислот) і утворює осад.

Постійна твердість є нешкідливою для людини. Вона є джерелом для одержання організмом таких важливих мікроелементів, як Кальцій та Магній, що є головною складовою елементів кісток, вміст Кальцію впливає на стан зубної емалі.

Ці елементи допомагають регулювати м’язову активність, у той час як Са стимулює скорочення м’язів, а Mg забезпечує їх розслаблення. Йони Кальцію беруть участь у процесах згортання крові а йони Магнію є необхідною для правильного функціонування різноманітних ферментів.