Первое мыло начали изготавливать еще более пяти тысяч лет назад. Первую мыльную продукцию делали из топленого сала и золы деревьев. Постепенно в состав начали добавлять другие компоненты, среди которых растительные масла и соки, китовый и говяжий жир, глина и другие.
Сегодня мыло представляет твердый кусок, крем или жидкий раствор, состоящий из молекул. Эти мыльные молекулы соединяются с неполярными веществами на коже, среди которых пыль, грязь, жир и пр. Кроме того, данные элементы соединяются и с полярными молекулами воды.
Таким образом, химический состав мыла является посредником между водой и загрязнениями. Молекулы грязи соединяются с водой и смываются с кожи. Давайте рассмотрим подробнее, из чего делают мыло разных видов. Это поможет узнать, как выбрать мыло, чтобы оно было настоящее, натуральное и самое безопасное.
Из чего делают современное мыло
Современное мыловарение и хим. состав мыльной продукции сильно отличаются от способов, которые применяли раньше. В основу продукта входят растворимые соли, получаемые за счет хим. соединения различных жирных кислот.
Также в состав промышленного мыла входят растительные масла и животный жир, красители и ароматизаторы, химические мылящие примеси и косметические добавки, глицерин и иногда ланолин.
После мыловарения на производстве получают хозяйственное твердое мыло. Но с добавлением различных косметических компонентов, отдушек и красителей изготавливают туалетное ароматное мыло. А чтобы получить из твердого жидкое мыло, к составу добавляют гидроксид калия.
Подобный состав далек от натурального и может вызвать раздражение на коже рук или других участков тела. Кроме того, подобные компоненты могут вызвать сильную аллергию, особенно у маленьких детей. Для чувствительной кожи лучше выбирать натуральный продукт, а для малышей — специальное детское жидкое мыло.
Если вы хотите найти безопасный продукт, обязательно проверяйте состав и наличие пометки ГОСТ. Мыло по ГОСТу изготавливают только из растительных компонентов, поэтому оно более безопасно и экологично. Давайте рассмотрим элементы, которые входят в хим. состав.
Компоненты в составе мыла
| Элементы | Описание | В какое мыло входит |
| Глицерин | Может быть растительного и животного происхождения, более безопасным является первый вариант | Составная часть практически каждого мыла |
| Ланолин | Животный воск, который покрывает шерсть овец и получается путем обработки животных органическими растворителями | Нечасто встречается в мыльных продуктах |
| Sodium Stearate и Stearic Acid | Стеараты изготавливают на основе животных или растительных компонентов. Второй вариант выполняют по ГОСТ, и он более безопасен | Содержится в большей части мыльной продукции |
| Sodium Tallowate | Талловат натрия или смесь натриевых солей жирных кислот, которые получают из животных жиров | Содержится в 70% всех разновидностей мыльного продукта |
| Sodium Palmate | Натриевая соль жирных кислот, которую получают из пальмового масла, безопасный и натуральный компонент | Входит в большую часть видов мыла |
| Sodium Cocoate | Смесь жирных кислот и солей натрия на основе кокосового пальма, натуральные и безопасные компоненты | Содержится в дорогом мыле или мыле ручной работы |
| Sodium Palmitate | Пальмитат натрия или пальмитиновая кислота на растительной основе, допустима в составе мыла | Входит в большую часть видов мыльной продукции |
| Жирные масла | Оливковое или подсолнечное масло предупреждает пересушивание кожи, придает мягкость и эластичность | |
| Шоколад | Добавка подходит для любого типа кожи, оказывает благоприятное воздействие и поднимает настроение | Натуральное мыло и продукция ручной работы |
| Кофе | Добавка тонизирует кожу и оказывает эффект скраба | Натуральное мыло и продукция ручной работы, жидкое мыло |
| Мед | Природная натуральная добавка питает кожу, насыщает витаминами и минералами | Натуральное мыло и продукция ручной работы |
| Красители | Придают мылу нужный цвет и привлекательный внешний вид, могут вызвать аллергическую реакцию | |
| Отдушки и ароматизаторы | Придают изделию приятный свежий аромат, снимают воспаления и устраняют бактерии, но могут вызвать аллергию. Допустимое содержание до 2% общего веса | Туалетное и банное мыло, косметическое жидкое мыло |
| Mustela или Mink oil | Встречается редко из-за дороговизны, однако не рекомендуется к использованию | Содержится в дорогом мыле |
Хозяйственное мыло
Данное средство применяют для стирки одежды и мытья предметов быта. Не следует мыться таким мылом регулярно. Косметологи советуют иногда использовать данное изделие для восстановления волос и кожи.
В состав хозяйственного мыла входит большой объем щелочи и жирных кислот, а также вода. Изделие состоит только из этих трех компонентов. Благодаря такому составу оно имеет коричневый цвет и характерный запах.
Это настоящий натуральный антисептик, который эффективно убивает бактерии и дезинфицирует вещи, устраняет трудные пятна и старые загрязнения. Он подходит для борьбы с грибком и даже входит в состав некоторых лекарственных препаратов.
При выборе продукта смотрите на процент содержания кислотных и щелочных компонентов. Состав хозяйственного мыла разделяют по трем категориям: 65, 70 и 72%. Самым распространенным является 72% хозяйственное мыло.
Это чистый, безопасный и экологичный продукт, который не вызывает раздражения и аллергической реакции. Использование хозяйственного мыла 72% подходит даже для стирки детских вещей. Кроме того, оно хорошо подходит для дезинфекции детской ванны.
Отдавайте предпочтения настоящему хозяйственному мылу темного цвета. Если продукт светлый и обладает приятным запахом, значит, к составу добавили отдушки, что уменьшает натуральность и отбеливающие свойства. Не выбирайте жидкое хозяйственное мыло.
Оно включает токсичные и вредные поверхностно-активные вещества (ПАВ) и сильно отличается по составу от натурального аналога. Мы рассмотрели, как выбрать хозяйственное мыло, а далее узнаем подробнее о других видах мыльных изделий.
Дегтярное мыло
Это натуральный экологичный и качественный продукт со специфическим резким запахом. Он станет прекрасной и более доступной альтернативой многим дорогостоящим моющим средствам. Данное изделие содержит березовый деготь, который и образует сильный и неприятный запах. Однако именно деготь дает изделию антибактериальные и лечебные свойства.
Дегтярное мыло содержит 10% березового дегтя, остальной состав включает воду, жиры и щелочь. Деготь получают путем сухой перегонки древесной смолы. В результате изделие приобретает насыщенный темный цвет с голубоватым или зеленоватым оттенком. Это настоящий и безопасный продукт, который не вызывает аллергии и оказывает положительное воздействие.
Данный продукт помогает справиться с высыпаниями, слегка подсушивает и отшелушивает кожу, выравнивает цвет лица и восстанавливает кожные покровы, устраняет вредные бактерии, укрепляет волосяные луковицы и сужает сосуды.
Это действенное средство против перхоти и выпадения волос, грибка, молочницы, прыщей. Оно помогает при пролежнях и жирной коже, трещинах на пятках. Кроме того, такое изделие можно применять для стирки детского белья.
Кстати, вы можете сделать данный продукт в домашних условиях. Для этого берется натуральная мыльная основа, куда добавляют березовый деготь и эфирное масло мяты.
Антибактериальное мыло
Это распространенное моющее средство в больницах и общественных учреждениях. Данный продукт выпускают в жидком виде и выбирают для дезинфекции, устранения различных бактерий.
В состав антибактериального мыла входит триклозан либо триклокарбан. Это антимикробные элементы, которые нейтрализуют действие большинства микроорганизмов. Отметим, что они убивают и вредные, и полезные бактерии.
Триклозан и триклокарбан, которые содержатся в антибактериальном мыле, оставляют на поверхностях активные остатки. Поэтому защитное действие средства продолжается длительное время. Однако в повседневной жизни вы легко можете использовать обычное твердое мыло, так как оно дает тот же защитный эффект, если вы будете регулярно мыть руки.
Жидкое мыло
Жидкие средства действуют более мягко и реже вызывают аллергическую реакцию. Поэтому при изготовлении гипоаллергенного или детского моющего средства выбирают именно жидкую консистенцию. Кроме того, мыло для новорожденных выпускают тоже жидким. Оно легче в использовании и дозировании. Средство не раскисает в мыльнице и не раскалывается, как твердый мыльный брусок.
В состав жидкого мыла входят растительные и животные жиры, второстепенные вещества с мягкими свойствами, ароматизаторы и красители. Такое средство достаточно легко приготовить самостоятельно. Следуйте следующей инструкции:
- Приготовьте на водяной бане травяной отвар из ромашки, мяты либо мелиссы;
- Разбавьте кипяченой водой;
- Возьмите твердое детское мыло без запаха и натрите на мелкой терке;
- Полученную стружку положите в отвар и поставьте на слабый огонь;
- Растапливайте смесь до однородной консистенции, постоянно перемешивая;
- В остывшее мыльное средство добавьте глицерин и хорошо перемешайте;
- Затем в массу можно добавить дополнительные компоненты.
Жидкая масса на травяной основе получается нежной и мягкой. Она увлажняет и успокаивает кожу. Такому раствору можно придать любой цвет, запах и свойства. Для этого добавьте в охлажденный состав несколько капель эфирного масла, но учитывайте возможность аллергической реакции.
Кроме того, можно добавить пищевые или натуральные красители. Это может быть молоко, кофе, сок, мед и так далее. Но не переборщите с добавками! Не рекомендуется смешивать эфирные масла и ароматизаторы.
Как приготовить мыло ручной работы
Лучшее натуральное и экологичное мыло — изделие, приготовленное самостоятельно. Так вы будете уверены в содержимом и компонентах продукта. Наиболее легкий метод приготовления состоит в использовании готовой мыльной основы, которую можно купить в каждом магазине косметики. Кроме того, можно взять и классическое детское мыло.
Для приготовления измельчите мыло на терке или возьмите готовую жидкую мыльную основу. Разбавьте компоненты водой и поставьте на маленький огонь. Варите до однородной консистенции, регулярно помешивая.
Затем в состав мыла ручной работы добавляют эфирное масло. Используйте не более 5-7 капель на 100 грамм готовой основы. Либо можно взять оливковое или подсолнечное масло в объеме 1⁄3 чайной ложки на сто грамм.
Среди дополнительных добавок используют лепестки цветков, травяной отвар, кусочки фруктов. На сто грамм мыльного раствора кладут до трех чайных ложек меда или молотого кофе.
Кроме того, можно положить мелкие кусочки шоколада в расчете 2 грамма продукта на сто грамм раствора. Приготовленную жидкость разливают в емкости из пластика и ставят в холодное место до полного затвердевания. Домашнее мыло готово!
Существует множество легенд, рассказывающих о том, как появилось мыло. Известно, что ещё шесть тысяч лет назад люди пользовались мылом, сделанным из животных жиров и растений. Для получения мыла смешивали животные жиры с золой. Конечно, за многие века состав мыла изменился значительно. Но основная функция мыла – очищать поверхность от грязи, осталась неизменной.
Точная дата появления мыла учёными не установлена. Но с тем, что мыло появилось очень давно, согласятся все.
Химический состав мыла
Прообразом современного мыла стал пепел вместе с жиром. При смешивании этих двух компонентов происходит химическая реакция, которая составляет основу мыловарения. В результате такой реакции и получают мыло. В современном мыловаренном производстве жир заменяют натуральными маслами, а золу – каустической содой. Соединяясь, масла и сода образуют массу, которая содержит большое количество пузырьков. Оболочка каждого пузырька состоит из воды. Частички грязи прилипают к пузырькам и легко смываются водой.
Химическую реакцию между золой или содой и жиром называют реакцией омыления. В основе мыловарения эта реакция лежит и в наше время. А химический состав мыла впервые был установлен французским химиком Мишелем Эженом Шеврёлем . Оказывается, мыло - это натриевая соль высшей жирной (карбоновой) кислоты.
Каждый из нас в детстве знал, что мыть руки с мылом необходимо для того, чтобы убить бактерии. Но оказывается, мыло не убивает бактерии, а только отделяет их от кожи рук. И они легко смываются водой. Мыло растворяет все вещества, налипшие на кожу.
Какие же процессы происходят при этом?
В состав современного натурального мыла входят натриевые и калиевые соли высших жирных кислот - пальмитиновой С 15 Н 31 -СООNа и стеариновой С 17 Н 35 -СООNа. Основой твёрдого мыла являются натриевые соли высших карбоновых кислот, а основой жидкого – калиевые соли этих кислот. Но так как производство натурального мыла требует большого количества натурального сырья, то это сырьё впоследствии успешно заменили поверхностно-активными веществами, получаемыми при переработке нефтепродуктов и угля. Так получили синтетическое мыло и различные современные моющие средства.
Физика и химия моечного процесса
Как же всё-таки мыло моет?
Моечный процесс довольно сложен как с физической, так и с химической точек зрения.
Химическая формула молекулы мыла СН3-(CH2)n-COONa. Известно, что гидрофильность – это способность вещества взаимодействовать с водой на молекулярном уровне. А гидрофобные вещества – это вещества, которые не могут взаимодействовать с водой. Так вот, группа COONa и обеспечивает гидрофильность молекулы мыла. Благодаря этой группе, мыло способно растворяться в воде. А СН3-(CH2)n – длинный углеводородистый радикал, который гидрофобен. В состав этого радикала могут входить до 12 атомов углерода.
Мыло, как и другие моющие средства, уменьшает поверхностное напряжение воды, улучшая доступ молекул мыла к поверхности, которая моется. Во время процесса мытья при контакте с водой на поверхности образуются мыльные пузырьки. Молекулы мыла ориентируются так, что гидрофильные группы COONa + направлены к полярным молекулам воды, то есть внутрь. Они остаются в воде. А гидрофобные СН3-(CH2)n направлены наверх, к неполярным частицам грязи. Грязь содержит жир. А жир – это соединение глицерина с теми же жирными кислотами. СН3-(CH2)n образует с частицами жира суспензию, которая легко удаляется вместе с водой.
По такому же сценарию действуют практически все моющие средства, в основе которых лежат поверхностно-активные вещества.
Омыление
— это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление
— это реакция сложного эфира со щелочью.
До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.
Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С 17 Н 35 СООН) — С 17 Н 35 СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.
Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.
Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.
Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.
Секрет очищающего действия мыла
СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка)
. Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.
А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = Са(С 17 Н 35 СОО) 2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.
Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет?
Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.
Доклад на тему «Мыло» кратко расскажет Вам много полезной информации об этом химическом продукте, и узнаете интересные исторические факты про его изобретение.
«Мыло» сообщение по химии
Мыло является твердым или жидким продуктом, состоящим из поверхностных, активных веществ, соединенных с водой. Сегодня оно используется для отделки тканей, как моющее средство, в водоэмульсионных красках и полировках, для производства косметики, во взрывчатых веществах.
История мыловарения: кратко
Согласно одной версии мыловарение изобрели в Шумере. Но археологические раскопки в Ниле показали, что все же родиной мыла является Древний Египет. Здесь мыловарение было развито еще 6000 лет тому назад и об этом свидетельствуют записи на папирусе. В период античности пользовались такими сортами мыла – жидкое, мягкое и твердое. С 164 года римляне применили его как моющее средство. В Средневековье мылом могли пользоваться только священники и дворяне. Мыловарение в Западной Европе распространилось в XII-XIII веках. Позже оно превратилось в промышленную отрасль, центром которого стал Марсель. С конца XIV века мыловарение активно развивалось в Греции, Испании, Италии и Германии. Сегодня мыло производят не только на заводах, ценится и ручная работа.
Промышленное производство мыла
Мыловарение состоит из 2-ух стадий:
- Варка мыла (химическая стадия)
Из солей натрия (реже калия), жирных кислот или заменителей делают водный раствор. После обработки щелочью неочищенных жиров получается клеевое мыло. Смесь очищают и обрабатывают электролитами – щелочью NaOH или раствором NaCl. Таким образом мыло расслаивается: верхний слой это концентрированное мыло, а нижний является подмыльным щелоком (вода и глицерин). Мыло в таком случае называется ядровым или хозяйственным.
- Механическая стадия
Данная стадия характеризуется механической обработкой: охлаждением, сушкой, смешиванием с добавками, отделкой и упаковкой. Специальной пилирной машиной мыло перетирают валиками и придают нужную форму, спрессовав его. Чтобы получить туалетное мыло, в хозяйственном мыле искусственным путем снижают содержание воды до 12% и вместо нее добавляют парфюмерные отдушки, отбеливатели и красители. Для получения мыльных паст в массу добавляют толченый кирпич, тонкоизмельченный песок, жирные глины.
Да здравствует мыло душистое,
И полотенце пушистое,
И зубной порошок,
И густой гребешок!
Давайте же мыться, плескаться,
Купаться, нырять, кувыркаться
И в ванне, и в бане, везде.
Вечная слава воде!
К.Чуковский
Цели и задачи. Рассмотреть состав и строение мыла и моющих средств, показать взаимосвязь строения и свойств моющих средств; закрепить навыки работы в малых группах, расширить кругозор учащихся, развить их мышление.
Оборудование и реактивы. Упаковки из-под мыла и моющих средств, информационные листы для учащихся, набор химической посуды (пробирки, спиртовки, химические стаканчики, пробиркодержатели, стеклянные палочки); жир, маргарин или сливочное масло, мыло, синтетическое моющее средство, жидкое мыло, 15%-й раствор гидроксида натрия, раствор хлорида натрия (насыщенный), разбавленный раствор серной кислоты, растворы ацетата свинца, хлорида кальция, сульфата меди, фенолфталеина, растворы, содержащие ионы кальция или магния, дистиллированная вода.
Изучение темы занимает два урока, один из которых – теоретическое занятие, второй – практическая работа.
Учащиеся работают в малых группах, рассаживаясь по периметру класса. На их столах упаковки из-под мыла и синтетических моющих средств, набор химической посуды и реактивов.
ХОД УРОКА
Учитель. Ребята, сегодняшнее наше занятие посвящено химии мыла и моющих средств и будет состоять из двух частей.
На первом уроке мы рассмотрим теоретические вопросы:
Мыло в древности, история мыловарения;
Строение мыла, его свойства;
Состав мыла и синтетических моющих средств;
Производство мыла;
Применение мыла и синтетических моющих средств.
На втором уроке мы проведем лабораторные опыты, подтверждающие свойства мыла и синтетических моющих средств.
Сообщение на
тему
«Мыло в древности, история мыловарения»
Ученик. Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Самое раннее упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23–79 гг.). В трактате «Естественная история» Плиний писал о способах получения мыла омылением жиров. Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно.
Для мытья и стирки белья на Руси использовали щелок, получаемый при обработке золы водой, т.к. зола от сгоревшего топлива растительного происхождения содержит поташ.
Развитию мыловарения способствовало наличие сырьевых источников. Например, марсельская мыловаренная отрасль промышленности, известная с эпохи раннего средневековья, располагала оливковым маслом и содой. Мыловарение развивалось также в Италии, Греции, Испании, на Кипре, т.е. в районах, культивирующих оливковые деревья. Первые германские мыловарни были основаны в XIV столетии.
Химическая сущность мыловаренных процессов долгое время была не ясна. Лишь в конце XVIII в. была выяснена химическая природа жиров, и затем поняты реакции их омыления. В 1779 г. шведский химик К.В.Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется растворимое в воде сладкое вещество. В 1817 г. французский химик М.Э.Шеврель открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя французский химик П.Э.М.Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров.
Объяснение
темы
«Строение мыла, его свойства»
Учитель. Мыла – это натриевые или калиевые соли высших жирных кислот (схема 1), гидролизующихся в водном растворе с образованием кислоты и щелочи.
Общая формула твердого мыла:
Cоли, образованные сильными основаниями щелочных металлов и слабыми карбоновыми кислотами, подвергаются гидролизу:
Образовавшаяся щелочь эмульгирует, частично разлагает жиры и освобождает таким образом прилипшую к ткани грязь. Карбоновые кислоты с водой образуют пену, которая захватывает частицы грязи. Калиевые соли по сравнению с натриевыми лучше растворимы в воде и поэтому обладают более сильным моющим свойством.
Гидрофобная часть мыла проникает в гидрофобное загрязняющее вещество, в результате поверхность каждой частицы загрязнения оказывается окруженной оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды. Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду. Так происходит очистка загрязненной поверхности моющим веществом.
Работа в малых группах
Используя информационные листы (приложение) и раздаточный материал, учащиеся выполняют следующие задания.
1. Заполнить таблицу.
Таблица
Состав мыла и синтетических моющих средств
2. Ответить на вопрос: в чем преимущества использования синтетических моющих средств по сравнению с мылом?
Ролевая игра «Производство мыла»
Один из учащихся выступает в роли технолога, рассказывающего о стадиях производства мыла. Каждая группа выбирает корреспондента от средств массовой информации: журнала «Мыло», газеты «Мыльный пузырь», телекомпании «СМС».
Технолог. Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.
Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов:
Получение натриевых солей:
С n H m COOH + NaOH = С n H m COONa + H 2 O.
Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором хлорида натрия. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием.
Механическая обработка заключается в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции.
В результате мыловаренного процесса мы получаем самую разнообразную продукцию, с которой вы можете ознакомиться.
Корреспондент журнала «Мыло». Стадии производства хозяйственного и туалетного мыла одинаковы или имеют различия?
Технолог. Производство хозяйственного мыла заканчивают на стадии высаливания, при этом происходит очистка мыла от белковых, красящих и механических примесей. Производство туалетного мыла проходит все стадии механической обработки. Наиболее важной из них является шлифовка, т.е. переведение ядрового мыла в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. При этом мыло получается особо чистым и светлым.
Корреспондент газеты «Мыльный пузырь». Получают ли при производстве мыла побочные продукты и как их используют?
Технолог. Если мыло варилось из животных или растительных жиров, то из раствора после отделения ядра выделяют образующийся при омылении глицерин, который находит широкое применение: в производстве взрывчатых веществ и полимерных смол, как умягчитель ткани и кожи, при изготовлении парфюмерных, косметических и медицинских препаратов, в производстве кондитерских изделий.
Корреспондент телекомпании «СМС». В настоящее время часть мыла и синтетических моющих средств получают из нефтепродуктов. В чем заключаются технологические секреты такого производства?
Технолог. В производстве мыла применяют нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина). С этой целью нефтепродукты обрабатывают раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот. Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса темного цвета – мылонафт. Для очистки мылонафта его обрабатывают серной кислотой. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом или асидол-мылонафтом. Непосредственно из асидола изготовляют мыло.
Работа по схеме 2.
В конце первого занятия учитель подводит итог изучения учебного материала, указывает на меры профилактики при использовании моющих средств.
Стиральные порошки могут:
Раздражать дыхательные пути;
Стимулировать проникновение в кожу ядовитых веществ;
Вызывать аллергию и дерматит кожи.
Во всех этих случаях необходимо перейти на использование мыла, единственным недостатком которого является то, что оно сушит кожу.
Практическая
работа
«Свойства мыла и синтетических моющих средств»
(Перед началом работы – инструктаж по ТБ.)
Опыт «Омыление жиров в водно-спиртовом растворе»
В пробирку поместите жир, маргарин и сливочное масло, прилейте 8–10 мл 15%-го спиртового раствора гидроксида натрия. Смесь перемешайте, нагрейте до кипения. Омыление ведите до тех пор, пока жидкость не станет однородной. К полученной густой жидкости добавьте насыщенный раствор хлорида натрия и кипятите раствор 1–2 минуты.
1. Какое вещество появилось на поверхности в результате проделанного опыта?
3. Для каких практических целей используется процесс омыления жиров?
Опыт «Выделение жирных кислот»
В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. К раствору мыла прилейте раствор разбавленной серной кислоты и нагрейте до кипения.
Задания для самостоятельных выводов
1. Какие изменения происходят при нагревании и охлаждении раствора?
2. Напишите уравнение происходящей реакции.
Опыт «Получение нерастворимых солей жирных кислот»
В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. Разделите раствор по трем пробиркам, в первую добавьте раствор ацетата свинца, во вторую – раствор хлорида кальция, в третью – раствор сульфата меди.
Задания для самостоятельных выводов
1. Объясните изменения, происходящие в каждой пробирке.
2. Напишите уравнения происходящих реакций.
Опыт «Сравнение мыла и синтетических моющих средств»
Приготовьте в трех пробирках по 10 мл разбавленных растворов:
а) твердого мыла;
б) одного из синтетических порошкообразных моющих средств;
в) жидкого мыла.
Разделите полученные растворы на две части (в каждой из них – по три пробирки).
а) В каждую из трех пробирок первой части с различными растворами добавьте по нескольку капель фенолфталеина. (Если моющее средство предназначено для хлопчатобумажных тканей, то среда бывает щелочной, а если для шелковых и шерстяных – нейтральной.)
б) В три оставшиеся пробирки второй части с растворами мыла и синтетических моющих средств добавьте при встряхивании по 2–3 мл воды, содержащей ионы Са 2+ и Mg 2+ .
Задания для самостоятельных выводов
1. Почему раствор мыла имеет щелочную среду? Ответ поясните уравнением реакции.
2. Какое из указанных выше моющих средств следует использовать для стирки:
а) хлопчатобумажных тканей;
б) шелковых и шерстяных тканей;
в) в жесткой воде?
По окончании занятия учитель подводит итог работы на уроке, кратко повторяя его основные этапы.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Информационный лист
Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной отрасли промышленности. Они содержат до 40% насыщенных жирных кислот.
Синтетические жирные кислоты получают из парафина нефтей каталитическим окислением кислородом воздуха:
СН 3 (СН 2) m CH 2 –СН 2 (СН 2) n СН 3 + 2,5O 2 = СН 3 (СН 2) m COOH + СН 3 (СН 2) n COOH + H 2 O.
При производстве мыла используют две фракции: С 10 –С 16 и С 17 –С 20 . В хозяйственном мыле синтетических кислот 35–40%.
В производстве мыла используют канифоль, получаемую при переработке живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру хозяйственного мыла вводят 12–15% канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл – не более 10%. Введение канифоли делает мыло мягким и липким.
Для улучшения характеристик хозяйственного и туалетного мыла, а также для его удешевления в него вводят наполнители. К ним относятся натриевые соли, казеин и крахмал. Казеин и крахмал используются для пенообразования и стойкости пены. Основным наполнителем туалетного мыла является сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений.
При стирке белья в жесткой воде, содержащей ионы кальция и магния, расход мыла повышается на 25–30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, делая ее грубой, менее эластичной, блеклой, снижают ее прочность.
Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыло вводят декаоксотрифосфат(V) натрия Na 5 P 3 O 10 . Ионы P 3 O 10 5– связывают ионы кальция и магния в прочные нерастворимые соединения. По существу они играют роль смягчителя воды. С этой же целью Na 5 P 3 O 10 добавляют и в стиральные порошки в объеме до 20%.
Основой синтетических моющих средств (детергентов) является Na-cоль алкансульфокислоты,
доля которой достигает 30%.
Общая формула синтетических моющих средств:
Производство этих веществ основано на продуктах переработки нефти.
Синтетические моющие средства – сложная композиция, содержащая отбеливатели (ультрамарин, перборат натрия) и пенообразователи (аминоспирты). Они одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде.
В то же время детергенты очень медленно подвергаются биоразложению. Накапливаясь в водоемах, они ведут к сильному разрастанию зеленых растений, что вызывает заболачивание.
Загрузка...