Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Деякі продукти нафтохімії є мастилами. Неочищене мастило також містить алкани з вищою температурою кипіння, наприклад довголанцюгові парафіни, які випадають в осад за низьких температур і, таким чином, знижують змащувальний ефект. Ці парафіни можуть бути видалені з мастила екстракцією розчинником, що розчиняє масло, або осадженням.
У цьому експерименті учні депарафінізують мастило, використовуючи ацетон як розчинник.
Додаткова інформація для вчителів (1/5)
Попередні знання
Учні вже повинні мати добрі базові знання про вуглеводні, їхні групи та номенклатуру. Крім того, учні повинні знати правила безпечної роботи з хімічними речовинами.
Принцип
Довголанцюгові парафіни можуть бути осаджені та видалені з мастила шляхом екстракції маслорозчинним розчинником.
Додаткова інформація для вчителів (2/5)
Мета навчання
Учні дізнаються, що неочищене мастило також складається з довголанцюгового парафіну, який значно знижує змащувальний ефект на морозі. Ці парафіни можуть бути видалені з мастила шляхом екстракції олієрозчинним розчинником, та осадженням.
Завдання
Депарафінізація (знежирення) мастила екстракцією. Запишіть і зробіть висновки зі своїх спостережень.
Додаткова інформація для вчителів (3/5)
Примітки щодо підготовки та виконання роботи
Підготовка
Фракція мастила, необхідна для експерименту, має бути отримана із сирої нафти методом вакуумної дистиляції. Мастило, яке можна придбати в нафтопереробних компаніях, вже депарафінізоване, але там же можна отримати і парафінове мастило.
Зауваження щодо проведення експерименту
Якщо після першого охолодження вже випало достатньо парафіну, другу фільтрацію можна не проводити. Однак, як правило, більша частина парафіну знову розчиняється під час нагрівання під час фільтрації, тому інколи потрібне повторне охолодження і фільтрація.
Додаткова інформація для вчителів (4/5)
Примітки щодо підготовки та виконання роботи
Хлоровані вуглеводні також можуть використовуватися як речовини, що розчиняють нафту, краще, ніж ацетон. Представлений тут процес майже не використовується через небезпечну природу галогенованих вуглеводнів з міркувань вартості, оскільки парафіни можна видалити дешевше і більш ефективно за допомогою сечовини. Цей метод показано в наступному експерименті.
Додаткова інформація для вчителів (5/5)
Методичні рекомендації
Цей експеримент можна також проводити в групах, обмінюючись результатами експерименту. Тут необхідне переосмислення процесу, оскільки екстрагується не тверда речовина, а рідина, що розчиняє тверду речовину.
Утилізація
- Зберіть мастило в контейнер із відповідним маркуванням.
- Помістіть вміст пробірок у контейнер для збору горючих органічних речовин.
- За необхідності знову нагрійте парафін на водяній бані для полегшення утилізації.
Інструкції з техніки безпеки
Для цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки!
Увага небезпека! Ризики, пов'язані з використанням ацетону
- Ацетон є легкозаймистим. Необхідно загасити все відкрите полум'я!
- Ацетон пошкоджує шкіру! Негайно змийте бризки!
- Одягніть захисні окуляри!
Інформація для учнів
Мотивація
Мастило
Під час роботи машин багато поверхонь контактують одна з одною, і тертя між ними спричиняє зношування. Однак це тертя можна значно зменшити, якщо використовувати мастило, яке утворює на поверхнях плівку, що забезпечує краще ковзання, завдяки чому машина може працювати краще. Тому недарма існує приказка: " Працює, як годинник!".
Однак у мастилі є компоненти, які знижують змащувальний ефект за певних температур. Їх можна видалити з мастила за допомогою відповідних процесів.
Завдання
Експериментальна установка
- Депарафінізація (знежирення) мастила екстракцією.
- Запишіть і зробіть висновки зі своїх спостережень.
Обладнання
Додаткові матеріали
| Лід Гаряча вода Мастило (парафінова олія) | |
Підготовка (1/2)
1.Зберіть штатив, як показано на рис. 1-4.
Рисунок 1
Рисунок 3
Рисунок 2
Рисунок 4
Підготовка (2/2)
2.Закріпіть скляну воронку (лійку) в універсальному затискачі (рис. 5). Покладіть у воронку складений фільтрувальний папір і змочіть його невеликою кількістю ацетону (рис. 6).
3.Наповніть ванночку приблизно наполовину шматочками льоду і додайте кухонну сіль, помішуючи, поки температура не опуститься нижче -10 °C (рис. 7 і 8).
Рисунок 5
Рисунок 7
Рисунок 6
Рисунок 8
Виконання роботи (1/3)
Рисунок 9
1.Налийте 20 мл мастила (рис. 9) у колбу Ерленмейєра, а потім 25 мл ацетону.
2.Закрийте колбу Ерленмейєра гумовою пробкою і енергійно струсіть суміш (рис. 10).
Рисунок 10
Виконання роботи (2/3)
Рисунок 11
3.Відкриту колбу Ерленмейєра помістіть у ванночку, наповнену холодною сумішшю, приблизно на 5 хвилин (рис. 11).
4. Потім відфільтруйте охолоджену суміш у другу колбу Ерленмейєра (рис. 12).
5. Знову помістіть фільтрат у холодильну суміш і після охолодження знову профільтруйте через той самий фільтр.
Рисунок 12
Виконання роботи (3/3)
Рисунок 11
6.Заповніть мензурку на дві третини гарячою водою.
7.Зберіть залишки з фільтрувального паперу (рис. 13), покладіть їх у пробірку і поставте її в гарячу воду (рис. 14 і 15).
8.Приблизно через 3 хвилини залиште пробірку охолоджуватися в штативі для пробірок.
Рисунок 12
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Питання