Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
Мило зазвичай виготовляють з рослинних або тваринних жирів. Для виробництва жири сильно нагрівають з лугом (наприклад, розчином гідроксиду натрію або калію). У процесі жири розщеплюються на гліцерин і лужні солі алканоєвих кислот (жирні кислоти). З хімічної точки зору, мило є сумішшю різних лужних солей довголанцюгових жирних кислот і належить до групи поверхнево-активних речовин.
У цьому експерименті учні виготовляють мило з довголанцюгових алканольних кислот або жирів, додаючи луги.
Додаткова інформація для викладачів (1/5)
Попередні знання
Учні вже повинні мати базове розуміння простих рівнянь реакцій та базові знання про алкани, кислоти та основи, а також про карбонові кислоти та їхні солі. Крім того, учні вже повинні бути знайомі з правилами безпечного поводження з хімічними речовинами, а також з бутановим пальником або пальником Бунзена.
Принцип
За допомогою лугу мило можна виготовити з довголанцюгових алкаїнових кислот. Тому мило повинно складатися з лужних солей жирних кислот.
Додаткова інформація для викладачів (2/5)
Мета навчання
Учні дізнаються про виробництво мила. Його отримують в результаті реакції алканольних кислот або жирів з додаванням лугів. Отже, мило повинно складатися з лужних солей жирних кислот.
Завдання
Зробіть мило з жиру або стеаринової кислоти.
Додаткова інформація для викладачів (3/5)
Зауваження щодо проведення експерименту
Жири - це гліцеринові ефіри довголанцюгових алканольних кислот. Ефір розщеплюється розчином гідроксиду натрію. Відповідно, утворюється спирт (гліцерин) і натрієва сіль жирної кислоти.
Приклад:
Стеаринова кислота нейтралізується розчином гідроксиду натрію. Утворюється стеарат натрію і вода:
Додаткова інформація для викладачів (4/5)
Зауваження щодо підготовки та проведення експерименту
Підготовка
Приготуйте концентрований розчин гідроксиду натрію та 25 % розчин гідроксиду натрію (34 г NaOH на 100 мл води). Тримайте промивалку під рукою. В якості жиру особливо добре підходить маргарин або затверділий рослинний жир.
"Омилення" жирів, що здійснюється тут, відповідає класичному процесу миловаріння, який також може здійснюватися за старовинними рецептами з використанням рослинної золи (попелу).
Зауваження щодо проведення експерименту
І стеаринову кислоту, і жир слід нагрівати лише до такої температури, щоб вони просто розплавилися. При вищих температурах каустична сода розбризкується сильніше.
Додаткова інформація для викладачів (5/5)
Методичні рекомендації
Тут робота в групах має особливо мотивуючий ефект, оскільки один і той самий продукт, який феноменологічно дуже відрізняється від реагентів, створюється з різних вихідних матеріалів. Робочі групи можуть презентувати різні експериментальні техніки і плідно обговорювати схожість результатів.
Утилізація
- Вилийте вміст пробірок у мензурку і відфільтруйте.
- Помістіть фільтрат у контейнер для збору органічних рідин, залишків мила та жиру разом зі звичайними відходами.
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.
Увага небезпека! Ризики, пов'язані з використанням!
- Каустична сода (Їдкий натр) має сильну корозійну дію. Одягайте захисні рукавички!
- При додаванні каустичної соди до розплавлених речовин можуть утворюватися бризки. Одягніть захисні окуляри!
- Метилові спирти є легкозаймистими. Під час наповнення гасіть все відкрите полум'я!
Інформація для учнів
Мотивація
Куски мила
Мило зазвичай використовується для видалення бруду. Його почали виготовляти близько 4500 років тому, тоді рецепти базувалися на сумішах лужного рослинного попелу та олій. Навіть сьогодні мило зазвичай виготовляють з рослинних або тваринних жирів. Для виробництва жири сильно нагрівають з лугом (наприклад, розчином гідроксиду натрію або калію). У процесі цього жири розщеплюються на гліцерин і лужні солі алканоєвих кислот (жирні кислоти).
У цьому експерименті ми будемо варити мило власноруч.
Завдання
Зробіть мило з жиру або стеаринової кислоти.
Експериментальна установка
Матеріал
Додаткові матеріали
| Додаткові матеріали | |
|---|---|
| Жир (наприклад, вершкове масло) | |
Підготовка (1/2)
1.Зберіть штатив як показано на рис. 1-4.
2. Прикріпіть кільцевий затискач до штативного стрижня і покладіть зверху дротяну сітку.
3.Відрегулюйте висоту кільця штатива таким чином, щоб полум'я пальника досягало дротяної сітки.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Підготовка (2/2)
Рисунок 5
4.Додайте 3 ложки жиру у велику склянку, поставте її на дротяну сітку (рис. 5).
Виконання роботи (1/7)
1.Обережно нагрійте склянку на повільному вогні, щоб жир просто розтопився.
2.Додайте 10 мл денатурату і 5 мл дистильованої води (рис. 6).
3. Поступово додайте до цієї суміші 10 мл 25% розчину гідроксиду натрію (рис. 7) і нагрівайте ще 10 хвилин, помішуючи скляною паличкою (будьте обережні, щоб не розбризкати!).
Рисунок 6
Рисунок 7
Виконання роботи (2/7)
4.Замініть воду, що випаровується, обережно додаючи дистильовану воду.
5. Потім дайте склянці охолонути (рис. 8 і 9).
Рисунок 8
Рисунок 9
Виконання роботи (3/7)
6.Помістіть ложку стеаринової кислоти (рис. 10) в пробірку, додайте 3 мл денатурату (рис. 11) і 5 мл дистильованої води (рис. 12).
Рисунок 10
Рисунок 11
Рисунок 12
Виконання роботи (4/7)
Рисунок 13
7.Нагрійте суміш (рис. 13), а потім додайте 3 мл концентрованого розчину натрій гідроксиду. Обережно: під час додавання можливе розбризкування!
8.Обережно нагрівайте суміш протягом приблизно 3 хвилин, обережно струшуючи, не доводячи до кипіння.
9. Після охолодження помістіть пробірку в штатив для пробірок (рис. 14).
Рисунок 14
Виконання роботи (5/7)
Рисунок 15
10.У другу пробірку налийте приблизно 1 мл щойно приготованої суміші з тієї частини, що осідає зверху (рис. 15).
11.Додайте дистильовану воду до рівня заповнення приблизно 5 см, закрийте пробірку пробкою і енергійно струсіть (рис. 16).
Рисунок 16
Виконання роботи (6/7)
12.Ложкою видаліть частину осаду зі склянки (рис. 17), перелийте його в іншу пробірку (рис. 18), залийте дистильованою водою, як і раніше, закрийте пробкою і знову енергійно струсіть (рис. 19).
Рисунок 17
Рисунок 18
Рисунок 19
Виконання роботи (7/7)
Утилізація
Вилийте вміст пробірок у склянку і залиште для подальшої утилізації.
Рисунок 17
Рисунок 18
Рисунок 19
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Складіть відповідні рівняння реакцій для обох реакцій.
а) Жир
б) Стеаринова кислота
Завдання 3
Питання
Питання
Питання
Завдання 4
Жири - це гліцеринові ефіри довголанцюгових алканольних кислот. Яка реакція мала відбутися в першій частині експерименту? Оскільки жири є гліцериновими ефірами довголанцюгових ____, то компоненти кислоти (____) вступили в реакцію нейтралізації з компонентами лугу (____) з доданого розчину натрій гідроксиду з утворенням ____. Іншим продуктом реакції є ____.
Завдання 5
Питання