Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
Деякі продукти нафтохімії є мастилами. Неочищене мастило також містить висококиплячі алкани, наприклад, довголанцюгові парафіни, які випадають в осад при низьких температурах і, таким чином, зменшують змащувальний ефект. Ці парафіни можна видалити з мастила екстракцією розчинником, що розчиняє її, або осадженням.
У цьому експерименті учні депарафінують мастило за допомогою сечовини.
Додаткова інформація для викладачів (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
Сечовина розчиняється в метанолі, цей розчин, у свою чергу, здатний розчиняти парафінові компоненти з мастила. Парафіни утворюють з сечовиною кристалічну тверду речовину, яка може бути розкладена водою. У цьому процесі сечовина розчиняється, а нерозчинний у воді парафін осідає на поверхні води.
Додаткова інформація для викладачів (2/5)
Мета навчання
Учні дізнаються, що неочищене мастило також складається з довголанцюгових парафінів, які значно знижують мастильний ефект на холоді. Ці парафіни можна викристалізувати за допомогою твердої екстракції.
Завдання
- Депарафінізація мастила за допомогою сечовини.
- Запишіть і зробіть висновки зі своїх спостережень.
Додаткова інформація для викладачів (3/5)
Зауваження щодо підготовки та проведення експерименту
Підготовка:
Фракція мастила, необхідна для експерименту, повинна бути отримана з сирої нафти шляхом вакуумної дистиляції. Мастило, доступне в нафтопереробних компаніях, вже депарафінізоване, але там же можна отримати і парафінове мастило.
Зауваження щодо проведення експерименту:
Переконайтеся, що розчин сечовини значною мірою насичений, інакше можна очікувати лише низький вихід парафіну. Фракція мастила повинна бути змішана з розчином сечовини щонайменше протягом одного дня. Промаркуйте пробірки, якщо місце зберігання використовується різними робочими групами, прикріпіть символи небезпечних речовин.
Додаткова інформація для викладачів (4/5)
Примітка
Сечовина утворює з (нерозгалуженими) парафінами додаткові сполуки, в яких молекули сечовини розташовані спірально. Парафінові ланцюги зберігаються в порожнинах. Таким чином, коротколанцюгові нерозгалужені алкани можуть бути видалені з фракцій вакуумної дистиляції або розгалужені алкани можуть бути відокремлені від нерозгалужених алканів.
Утилізація
- Зберіть мастило у відповідним чином промаркований контейнер і використовуйте його повторно для подібних експериментів.
- Помістіть вміст пробірок у контейнер для збору горючих органічних речовин.
Додаткова інформація для викладачів (5/5)
Методичні рекомендації
Цей експеримент і експеримент P7171400 можна також проводити в групах, обмінюючись результатами експериментів. Тут необхідне переосмислення, оскільки рідина, що розчиняє тверду речовину, екстрагується у цьому експерименті, а тверда речовина - у експерименті P7171400.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Небезпеки
- Метанол токсичний. Не вдихайте і не ковтайте! Змийте бризки, що потрапили на шкіру, великою кількістю води!
- Одягніть захисні окуляри!
- Метанол є легкозаймистим. Загасіть все відкрите полум'я!
Інформація для учнів
Мотивація
Мастило
Під час роботи машин багато поверхонь контактують одна з одною, і тертя між ними спричиняє знос. Однак це тертя можна значно зменшити, якщо використовувати мастило, яке утворює на поверхнях плівку, що ковзає, завдяки чому машина може працювати краще. Недарма існує приказка: "Працює як годинник!".
Однак в мастилі є компоненти, які знижують змащувальний ефект при певних температурах. Їх можна відокремити від мастила за допомогою відповідних процесів.
Завдання
Експериментальна установка
- Депарафінізація мастила за допомогою сечовини.
- Запишіть і зробіть висновки зі своїх спостережень.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Стрижень штатива, нержавіюча сталь, 18/8, l = 370 мм, d = 10 мм | 02059-00 | 1 |
| 3 | Подвійна муфта | 02043-00 | 1 |
| 4 | Ложка-шпатель, сталь, l = 150 мм | 33398-00 | 1 |
| 5 | Промивалка, пластмаса, 250 мл | 33930-00 | 1 |
| 6 | Воронка, пластмасова, d=50 мм, PP | 36890-00 | 1 |
| 7 | Колба Ерленмейера, 100 мл, SB 19 | MAU-EK17082002 | 1 |
| 8 | Мірний циліндр, 50 мл, прозорий, PP | 36628-01 | 1 |
| 9 | Пробірка, 180x18 мм, лабораторне скло, 100 шт. | 37658-10 | 1 |
| 10 | Щітка для пробірок із вовн. наконечником, d=20 мм | 38762-00 | 1 |
| 11 | Штатив для пробірок, 12 отворів, d = 22 мм, дерево, 6 стержнів для зливу | MAU-20042200 | 1 |
| 12 | Універсальний затискач | 37715-01 | 1 |
| 13 | Гумова пробка, d=22/17 мм, без отвору | 39255-00 | 3 |
| 14 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 15 | Сечовина, 250 г | 30086-25 | 1 |
| 16 | Метанол, 1000 мл | 30142-70 | 1 |
| 17 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
| 18 | Фільтр круглий, якісний, d = 90 мм, 100 шт. | 32977-03 | 1 |
Додаткові матеріали
| Додатково потрібно | |
|---|---|
| Мастило (парафінове) | |
Підготовка
Рисунок 1
1.Встановіть штатив, як показано на рис. 1. Затисніть воронку в універсальному затискачі.
Виконання роботи (1/4)
Рисунок 2
1.Наповніть колбу Ерленмейєра 25 мл метанолу.
2. Додавайте сечовину під час перемішування, поки вона не перестане розчинятися (рис. 2).
3. Закрийте колбу Ерленмейєра гумовою пробкою, струшуючи її.
Виконання роботи (2/4)
4. Помістіть 2 мл мастила у пробірку і додайте зверху близько 20 мл розчину сечовини.
5.Закрийте пробірку гумовою пробкою і енергійно струсіть.
6.Помістіть пробірку в штатив для пробірок (рис. 3) і залиште її в безпечному місці на годину.
Рисунок 3
Виконання роботи (3/4)
Рисунок 4
7. Після відстоювання відфільтруйте вміст пробірки в другу пробірку (рис. 4).
8. Шпателем видаліть залишки з фільтра, помістіть їх у пробірку і додайте вдвічі більшу кількість води.
Виконання роботи (4/4)
Рисунок 5
9.Закрийте пробірку гумовою пробкою і струсіть (рис. 5).
10.Поставте пробірку в штатив і зачекайте кілька хвилин.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Вставте слова в тексті! ____ може вступати в реакцію з іншими компонентами, утворюючи аддукти сечовини. Якщо ця реакція використовується для ____, аддукт сечовини можна промити при 75°C, щоб відокремити сечовину від ____.
Завдання 4
Питання