高中化学第四单元化学与技术的发展课题2表面活性剂精细化学品2学案新人教版选修21 4页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第四单元 化学与技术的发展 课题 2 表面活性剂精细化学品 2 课堂探究 探究一肥皂的去污原理和生产原理 问题导引 在超市中货架上琳琅满目摆满了香皂、精油皂、洗衣皂、透明皂等，其实它们都属于肥 皂。你知道肥皂的主要成分是什么吗？ 提示：肥皂的化学成分主要是高级脂肪酸的钠盐或钾盐。 名师精讲 1．肥皂的去污原理 (1)污垢一般是由油脂和灰尘组成，不易被水润湿。 (2)去污过程。 润湿：使附着的油污易于分散到水中； 乳化：使油污在水中形成小油滴，脱离附着物而悬浮在水中； 起泡：使油污和其他固体污垢更容易被吸附而脱离附着物。 2．生产肥皂的工艺流程 【例题 1】 下列关于油脂的叙述错误的是( ) A．油脂在酸性条件下水解可得到氨基酸和甘油 B．利用油脂在碱性条件下的水解，可以生产甘油和肥皂 C．用热的纯碱溶液去油污效果更好 D．硬水使肥皂去污能力减弱是因为生成了沉淀 解析：油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，在碱性条件下水解生成高级脂肪 酸盐和甘油，A 错误，B 正确。热的纯碱溶液碱性更强，使油污水解完全，去污效果更好，C 正确。肥皂与硬水中的 Ca2＋、Mg2＋反应生成沉淀，D 正确。 答案：A 方法点拨肥皂的制造原理是酯类在碱性条件下的水解。肥皂在软水中的去污效果好，在 硬水和酸性环境中去污效果差。 变式训练 1 下面是实验室制取肥皂的实验步骤：①在蒸发皿中加入 8 mL 植物油、8 mL 乙醇和 4 mL NaOH 溶液；②把盛有混合物的蒸发皿放在冷水中冷却；③在不断搅拌下，给蒸 发皿中的液体微微加热，直到混合物变稠；④向混合物中加入 20 mL 热蒸馏水，再放在冷水 中冷却；⑤加入 25 mL NaCl 饱和溶液，充分搅拌；⑥继续加热，直到把一滴混合物放到水 中时，在液体表面不再形成液滴为止；⑦用纱布滤出固体物质，弃去废液。把固体物质挤干， 并压成条状，晾干，即制得肥皂。 (1) 上 述 实 验 的 正 确 操 作 步 骤 是 ____________________________________________ __。 (2)加入乙醇的作用是什么？_________ _______________________________ __ _____________________________________________________________________ ___。 (3) 加 入 饱 和 NaCl 溶 液 的 作 用 是 什 么 ？ __________________________________________ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 ______________________________________________________________________ __。 (4)如何检验皂化反应是否完全？____________________________________________ _______________________________________________________________________ _ _______________________________________________________________________ _。 (5) 写 出 上 述 皂 化 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ____________________________________________ ______________________________________________________________________ __。 答案：(1)①③⑥②④⑤⑦ (2)溶解 NaOH 和油脂，使反应物融为一体，加快反应速率 (3)盐析，使高级脂肪酸钠发生凝聚而从混合液中析出，并浮在表面 (4)用玻璃棒取出几滴试样放在试管里，加入 4～5 mL 蒸馏水，把试管浸在热水浴中或 放在灯焰上加热，并不断振荡，如果混合物完全溶解，没有油滴分出，表示皂化反应已完全 (5) 3C17H35COONa 探究二合成洗涤剂 问题导引 洗衣粉、洗衣液、洗洁精等属于合成洗涤剂。用水作为主要清洗剂去污时，肥皂和合成 洗涤剂的去污原理是什么？ 提示：利用了相似相溶原理，即极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶 剂。 名师精讲 1．结构：表面活性剂分子是具有亲水基和亲油基的两亲分子。具有极性的—COO－部分 易溶于水而不溶于油，称为亲水基；非极性的—R 部分不易溶于水而易溶于油，称为亲油基 或憎水基。 2．用途：主要有三个领域。 (1)家用洗涤：如肥皂、洗衣粉和洗洁精等； (2)个人护理：如洗发香波、化妆品的乳化剂等； (3)工农业生产中的应用：如配制农药时常加入一些表面活性剂使之成为乳浊液，提高 病虫害的防治效果。 3．肥皂与合成洗涤剂的比较 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 肥皂在生产和使用上对环境的影响很小，而洗涤剂对环境的影响较大。合成洗涤剂的制 造过程中产生大量的废水和废气。合成洗涤剂的使用，特别是含磷洗涤剂的使用，又增添了 一系列的环境污染。 【 例 题 2 】 常 用 洗 涤 剂 的 主 要 成 分 是 十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 ，十二烷基苯磺酸钠是常用普通洗衣粉的主要成分， 其结构可用图形“ ”来表示，“ ”端为链烃基，“ ”端为极性基。根据这一结构特点， 试分析和回答下列问题： (1)十二烷基苯磺酸钠分子在水溶液表面分布的结构示意图，应是下列各图中的 ________图(填写序号)，理由是______________________________。 (2)进入水内部的十二烷基苯磺酸钠分子，可能会以下列结构形式中的________结构形 式存在(填写序号)，理由是____________________________。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 解析：(1)水分子为极性分子，根据相似相溶原理，洗衣粉分子的极性基( 端，亲水基) 应溶解于水中，链烃基( 端，憎水基)不应溶于水中，C 符合要求。 (2)A 中极性基与链烃基交替排列，可减少分子之间的斥力；D 中极性基( 端)向外、链 烃基( 端)向内的排列，在一定程度上使憎水基团脱离与水的接触，使体系能量降低。A、D 为其可能的存在形式。 答案：(1)C 链烃基在液面上，极性基团在液面之下与水相亲，可使体系能量降低 (2)AD 极性基与链烃基交替排列，可减少分子之间的斥力；链烃基向内、极性基向外 的结构，在一定程度上使亲油基团——链烃基脱离与水的接触，使体系能量降低 特别提醒本题根据洗涤剂的去污原理，链烃基属于憎水基，—SO3Na 属于亲水基，是“相 似相溶”原理应用的实例。洗涤过程中，污垢中的油脂与肥皂或洗涤剂接触后，烃基部分进 入油滴使油污被包围起来，再经过摩擦、振荡，大的油污便分散成小的油珠，脱离被洗物分 散到水中形成乳浊液。通过本题的解答，可提高从微观角度分析合成洗涤剂去污原理的能力。 变式训练 2 下列有关合成洗涤剂的叙述中，错误的是( ) A．在洗涤剂烷基苯磺酸钠中，烷基含碳原子的个数以 12～18 为宜 B．在洗涤剂烷基苯磺酸钠中，烷基应以带支链为宜 C．在合成洗涤剂中添加酶制剂可提高洗涤效果 D．在合成洗涤剂中应以无磷助剂代替含磷助剂 解析：烷基苯磺酸钠的烷基中碳链长度对洗涤效果有很大影响，碳链过长、过短都会影 响水溶性。以 12～18 个 C 原子为宜，且有侧链时，不易降解。添加酶制剂可以使衣服上血 渍、奶渍分解并被清除，含磷洗衣粉会造成环境污染。 答案：B