К основному жировому сырью для производства мыл относятся пищевые и технические животные жиры, саломас, кокосовое, пальмоядровое и пальмовое масла, синтетические жирные кислоты, канифоль, нефтяные кислоты, дрожжевые и другие жиры.
Животные жиры. При выработке мыла наибольшее применение находят говяжий, бараний, свиной и костный топленые жиры. Животные жиры используются при производстве туалетного мыла в виде сырых или дистиллированных жирных кислот и нерасщепленных (нейтральных) жиров. Топленые животные жиры являются высококачественным жировым сырьем для выработки всех видов и сортов мыла. Однако из-за ограниченности ресурсов и высокой цены их применяют преимущественно для производства туалетных мыл.
Мыло разделено на твердые и жидкие мыла. Туалетное мыло представляет собой высококачественное натриевое мыло, содержащее различные добавки: красители, духи, целебные вещества, кокосовое масло и другие. Мыла получают путем омыления жиров с помощью гидроксидов натрия и калия и карбонатов или иногда с синтетически полученными жирными кислотами. Процесс изготовления мыла можно разделить на два этапа: - пивоварение или приготовление мыла, предназначенное для омыления жирных материалов и производства мыла, - упаковка, которая приводит к форме мыла и свойствам, требуемым потребителем.
Технические животные жиры, получаемые из сырья, не соответствующего требованиям к пищевым продуктам, из отходов клеежелатинового, кожевенного, костно-мучного и других производств, как правило, имеют темный цвет, высокое кислотное число и содержат значительное количество различных примесей. Их применяют при выработке хозяйственного мыла, а также после тщательной очистки в рецептурах низших сортов туалетного мыла.
Первым этапом является правильное омыление, которое заключается в нагревании жира с небольшим количеством раствора гидроксида натрия с водой до склеивания целлюлозы. Непрерывное перемешивание оставшегося количества жира и щелочи. Этот процесс занимает около 2-5 часов и имеет место в периодических устройствах. После этого осуществляется процесс доминирования, который заключается в добавлении воды с непрерывным перемешиванием до тех пор, пока мыльная масса не начнет тянуть, как нить. Другим процессом является вымачивание мыла, процесс проводится для отделения мыла от остальной части ингредиентов.
В говяжьем, бараньем, гидрированном свином и костном жирах содержится от 40 до 60% насыщенных жирных кислот, из них около 50% пальмитиновой и от 36 до 55% олеиновой кислоты, благодаря чему эти жиры являются хорошим и почти взаимозаменяемым сырьем для мыловарения .
Свиной топленый жир из-за их быстрого окисления и прогоркания применяется в мыловарении ограниченно.
Это зависит от постепенного добавления мыла рассола или соли, постоянно перемешивая содержимое. Мыло осаждается, которое течет вверх. Через некоторое время происходит расслоение на мыло и брюки, содержащие глицерин. Дно брюки удаляют, и промокание повторяется несколько раз. Полученный продукт называется носителем. В то же время омыление кислотного сырья в мыло осуществляется во втором устройстве. После соления получается вспомогательная утилизация, которая смешивается с основными солями. Смесь первичного и вторичного подвергается измельчению.
Жиры морских животных и рыб в мыловарении используются главным образом в гидрированном виде, так как содержащиеся в них ненасыщенные жирные кислоты имеют неприятный рыбный запах, передающийся сваренному из них мылу и длительно удерживающийся выстиранной тканью.
Растительные масла, применяемые для выработки мыла, разделяют на две основные группы: твердые и жидкие.
Он включает свободную воду при энергичном перемешивании и добавление небольшого количества раствора гидроксида натрия. Просеивание и измельчение повторяют несколько раз, чтобы удалить глицерин и другие примеси из мыла. После окончательного расслоения получают разряд и так называемый клей. Посыпьте, охладите и высушите. Мыло, полученное таким образом, называется ядром мыла, которое может быть готовым продуктом или подвергнуто упаковке. Вспомогательное сырье для производства мыла: - канифоль - увеличивает способность мыла пенообразовать и дает ему правильную консистенцию, - каменная соль - добавление этого ингредиента вызывает процесс высаливания, то есть осаждение в частицы мыльного клея и скручивание их в кластеры, подходящие для формования, - водное стекло - это наполнитель.
К твердым растительным маслам относятся кокосовое, пальмоядровое и пальмовое масла. Их добавление в мыла обеспечивает создание нужной пластичности при механической обработке.
Недостатком этой группы масел как сырья для туалетного мыла является содержание в них низкомолекулярных кислот, натриевые соли которых не обладают моющим действием. Это служит причиной oграниченного применения кокосового масла в рецептурах туалетных мыл.
Мыла также использовались для технических целей в качестве добавок для некоторых смазочных материалов и эмульгаторов. Пустяки о мыле: римляне были пропитаны пеной, чтобы избавиться от слонов. Мыло конечно не заживало. Первое мыло было изготовлено из жиров, смешанных с древесной золой. Во Франции около 2 тысяч лет назад мыло использовалось галлами. Они утверждали, что с жиром козы у них были пышные и блестящие волосы. Щелочная сода превратила жир в мыло. Но если он был слишком сильным, грязь сошла с кожи.
Однако после такой стирки платья пожелтели. Чтобы восстановить их до белого, добавлена синяя краска. Надеемся, что вы найдете так много удовольствия, как мы находим. Мы были бы очень благодарны, если бы вы хотели поделиться с нами своими комментариями и наблюдениями.
Пальмовое масло по своему жирнокислотному составу приближается к животным жирам и является хорошим сырьем для туалетного мыла. Твердые растительные масла получают из импортного сырья и поэтому они применяются в производстве ограниченно и только при выработке туалетных мыл. Обычно их заменяют хорошо очищенными синтетическими жирными кислотами.
Мыло - что это такое и откуда оно взялось? До Первой мировой войны большая часть мыла была сделана в домах. Жиры - отходы с кухни, от масонов, были утилизированы при производстве мыла. Все изменилось во время Первой мировой войны, когда у него закончились жиры, основной ингредиент в мылах. В ответ на потребность в чистящих средствах первые искусственные мыла назывались детергентами. Теперь мы вернулись к традиции домашнего мыла. В настоящее время доступно множество различных растительных масел, поэтому создание собственного мыла становится доступным и дополнительно позволяет создавать индивидуальный продукт с очень высоким качеством и отличным уходом.
Жидкие растительные масла - подсолнечное и соевое - не используют для получения твердых туалетных мыл из-за наличия в них значительных количеств высоконенасыщенных жирных кислот. По этой же причине в рецептуру твердых хозяйственных мыл их вводят в количестве не более 15-30% . В то же время они пригодны для варки всех видов жидких хозяйственных и туалетных мыл, а также мазеобразных хозяйственных и промышленных мыл.
Создание мыла стало проще, потому что мы знаем их химическую природу лучше, у нас больше опыта, и у нас очень широкий выбор жирных компонентов. Сегодняшнее мыло более мягкое и более нежное для кожи благодаря использованию растительных масел. Химически мыло представляет собой соли, образованные омылением жиров под действием гидроксида натрия. Ручные мыла дополнительно содержат глицерин. Один из самых известных увлажнителей в промышленном производстве мыла добывается и продается как отдельный продукт.
Кроме того, натуральные ингредиенты очень редко встречаются в магазине мыла, и если они происходят в очень небольших количествах. Важнейшим преимуществом создания собственного мыла является контроль его состава и качества. Мы определяем, в каком количестве и какие ингредиенты должны использоваться.
Саломас. Технический саломас используется в производстве хозяйственного и туалетного мыла. В качестве сырья для гидрогенизации служат растительные масла, жиры наземных и морских животных, натуральные жирные кислоты, полученные из жиров, масел и соапстоков.
Для производства хозяйственного мыла гидрогенизацию масел ведут до титра 46-500С, а для туалетных - 39-430С .
Мыло - из животных жиров или лучше с растительными жирами? Первоначально мыло было получено из животных жиров, они были легко доступны, и никто не сомневался в их использовании. Использовали свиное сало и говяжий жир. Теперь доступно много новых растительных, ореховых и зерновых масел. Что касается химии, мыло из растительного масла превосходит по качеству, чем мыло жирного жира. Растительные масла гораздо легче проникают в эпидермис, и, в отличие от животных жиров, они не забивают поры и не вызывают никаких ударов.
Омыление мыла не сложно, если мы понимаем основные принципы. Такое мыло можно получить в течение часа. Ниже приведено уравнение омыления для жиров. Базовое масло → соль глицерина. Нагреть масло мягко. Ло и воду следует готовить и нагревать в отдельном блюде. Когда оба реагента достигают желаемой температуры, их следует комбинировать. Как только смесь достигнет правильной консистенции - сгустите ее, вылейте в формы. Через 24 - 48 часов мыльные бруски вытягиваются из форм - после того, как мыло затвердело.
Природные жирные кислоты. Для получения всех видов мыла на большинстве заводов используются не жиры, а жирные кислоты.
Метод прямого омыления жиров применяется лишь на отдельных предприятиях, вырабатывающих высшие сорта светлых туалетных мыл. Основная же масса жиров и масел, направляемых на мыловарение, подвергается предварительному расщеплению.
Оставляет их созревать и сушить, пока они не станут твердыми. Процесс созревания может длиться от 3 до 8 недель. Чем дольше время созревания, тем гладче мыло будет, мыло слишком едкое для использования. Ключом к успеху в мыло ручной работы являются. Холодный метод - обычно используемый людьми, которые производят только мыло, процесс нейтрализации происходит после того, как масса выливается в форму. Способ частичного нагрева - после смешивания масла и основания смесь нагревают на водяной бане, чтобы нейтрализация происходила до того, как ее вылили в формы. В промышленных условиях глицерин отделяется от мыла во время этого процесса. Прозрачное мыло - мыло становится прозрачным после добавления растворителей в масляную и базовую смесь. Это предотвращает осаждение частиц мыла во время охлаждения. Эти мыла называются глицерином, хотя их не нужно использовать для их получения. Эти мыла могут высушить кожу. Плавление и залив - способ получения мыла от плавления других мыл. Вы можете добавить к этому натуральные ингредиенты, но основой этого мыла будет мыло, которое мы расплавим.
- Тщательно взвешенные ингредиенты Хороший рецепт Правильная техника.
- После смешивания масла и основания смесь выливают в формы.
- Метод нагрева - все ингредиенты находятся в одном горшке.
- Нагрев начинает нейтрализуться.
Расщепленные жиры (а точнее жирные кислоты) можно применять для выработки всех видов мыл, при этом улучшается качество продукта, так как получаемые безреактивным расщеплением жирные кислоты не темнеют.
Синтетические жирные кислоты (СЖК). Синтетические жирные кислоты получают путем окисления нефтяного парафина кислородом воздуха. При этом получается смесь кислот, содержащих в молекуле от 1 до 30 атомов углерода. Эту смесь разделяют на разные фракции. Для мыловарения готовят две фракции. В первую фракцию входят в основном кислоты, содержащие в молекуле от 10 до 16 атомов углерода. Ее называют иногда кокосовой фракцией и применяют в рецептуре мыл вместо кокосового масла. Вторая фракция синтетических жирных кислот содержит в основном кислоты с 17-20 атомами углерода в молекуле, ее называют саломасной фракцией и применяют в рецептурах мыла вместо саломаса. В отличие от природных жирных кислот, в молекулах синтетических кислот может содержаться как четное, так и нечетное число углеродных атомов. Существенным недостатком первой фракции СЖК является присутствие в ней в виде примесей 4-5% низкомолекулярных кислот С5-С9, натриевые соли которых не обладают моющим действием . Они хорошо растворяются в воде и подмыльном щелоке и не высаливаются даже насыщенным раствором поваренной соли. По этой причине они удаляются с подмыльным щелоком и практически теряются. Вторая фракция - саломасная, часто содержит повышенное количество неомыляемых веществ и других примесей, в том числе таких, которые сообщают кислотам неприятный запах.
Стакан должен быть отрегулирован на количество необходимого раствора - использование слишком большого стакана приведет к слишком низкой температуре извести и ее необходимо нагревать. Масляный нагреватель Если вы используете плиту - используйте нержавеющий горшок, если микроволновая печь - соответствующий контейнер. Стеклянный термометр или нержавеющая сталь - предпочтительно два - один для щелока, а другой для масла. Защитная одежда: рубашка с длинным рукавом, брюки, ботинки, защитные очки и резиновые перчатки. На всякий случай, держите бутылку уксуса, чтобы нейтрализовать брызги щелока. Формы для мыла: пластиковые, деревянные, картонные. Измерительные ложки, кухонные перчатки и пластиковые шпатели. Кухонная шкала.
- Большая чаша из нержавеющей стали.
- Смеситель предназначен для смешивания, лучшей защиты от брызг.
- Стеклянный или пластиковый стакан для смешивания гидроксида и воды.
СЖК по сравнению с натуральными жирными кислотами обладают низкой вязкостью, что способствует получению мыльной основы с хорошими пластическими характеристиками. Кроме того, это позволяет повысить производительность установки.
Жирсодержашие отходы. В процессе получения и переработки жиров и масел образуются разнообразные жирсодержащие отходы - соапстоки, фузы, отработанные отбельные глины, ловушечный жир и другие, используемые в мыловарении. Кроме жиров в них содержится большое количество различных примесей, как правило, окрашенных в темный цвет. Многие из них имеют неприятный запах. Хозяйственное мыло, сваренное из таких отходов, получается темного цвета с неприятным запахом. Поэтому жирсодержащие отходы необходимо очищать - удалять посторонние примеси. Наиболее эффективным методом очистки является выделение и последующая дистилляция содержащихся в них жирных кислот.
Вообще говоря, можно использовать любую форму мыла - пластик, дерево или картон. Не используйте олово, алюминий, тефлон и медь, поскольку они реагируют с ликером. Могут использоваться конфеты или конфеты. Если вы хотите получить что-то простое, используйте квадратный или прямоугольный контейнер, а затем протрите мыло на детали. Чтобы сделать круглое мыло, попробуйте использовать пластиковую бутылку. Мы можем использовать пустую чистую бутылку шампуня или воды. Давайте разрежем его, отрежьте верхнюю часть.
После склеивания сторон ленты добавьте жидкое мыло. Как только мыло замачивается, мы снимаем ленту и удаляем мыло из формы, а затем нарезаем ломтиками. Если вы вытащить мыло из плесени, возникли проблемы, вы должны положить их в морозильник на два, три часа. Это уменьшит мыло и облегчит его удаление из формы. Смазка пресс-формы с помощью растительной смазки также должна помочь в удалении мыла из пресс-форм. Бумажные или деревянные формы требуют выпечки или смазки.
Соапсток - отход, получающийся при очистке масел и жиров растворами щелочей. В его состав входят мыло, нейтральный жир и вода. Кроме того, в соапстоки из очищаемых жиров переходят разнообразные слизи, белки, соли, красящие и другие вещества. Состав соапстоков не постоянен, поэтому до начала обработки соапстока необходимо иметь данные о входящих в него веществах и их количестве.
Мыло не предназначено для детей из-за использования гидроксида натрия - сильно едкого вещества. Используйте чистый гидроксид натрия, а не чистящие средства, поскольку они содержат другие соединения, такие как ионы алюминия, которых следует избегать в мылах. Контейнер с гидроксидом всегда должен быть запечатан - влажность и воздух, содержащиеся в углекислом газе, реагируют с основанием и снижают его эффективность омыления. При работе со спиртом надевайте защитную одежду - резиновые перчатки, рубашку с длинными рукавами и защиту для глаз. Работать в хорошо проветриваемых помещениях - при смешивании воды с гидроксидом, выделяются вредные пары, которые могут раздражать легкие. Всегда есть бутылка уксуса под рукой с содовым щелоком - для нейтрализации утечек или брызг гидроксидом. Сода может удалить краску, поэтому будьте осторожны, чтобы не соприкасаться со свежесваренными поверхностями. Если это произойдет, немедленно промойте водой и моющим средством, затем смойте водой и вытрите насухо. Свежеприготовленное мыло может быть едким к коже, будьте осторожны, чтобы напрямую связать свежее мыло с кожей, по крайней мере, в течение первых 48 часов. В случае такого контакта кожу следует промыть уксусом, а затем большим количеством воды. Не используйте контейнеры из цинка, олова или алюминия - раствор реагирует с ними. Мы рекомендуем использовать контейнеры из стекла, пластика, нержавеющей стали, эмали и жаростойкой керамики. В случае приема гидроксида эффекты могут быть фатальными. . Мыло должно иметь рН в диапазоне от 7 до 5 - слегка щелочной.
Фузы представляют собой хлопьевидный осадок, образующийся при хранении сырых (нерафинированных) растительных масел в резервуарах или отделяющийся на фильтр-прессах и центрифугах при первичной очистке масла. В этом осадке содержится от 65 до 85% жира , остальное приходится на различные примеси: обрывки растительных клеток, фосфолипиды, белковые, смолистые и слизистые вещества, вода и др.
Фузы имеют темный цвет и неприятный запах, усиливающийся при хранении вследствие разложения белковых веществ.
При использовании в мыловарении жиров, содержащихся в фузах, их необходимо тщательно очищать и освобождать от примесей.
Отработанные отбельные глины кроме красящих веществ поглощают и значительное количество жиров, что зависит от маслоемкости данного адсорбента.
Жир, предварительно извлеченный из отработанных отбельных глин, отправляют на мыловаренные производства.
Жир из ловушек и другие жировые отходы также поступают на мыловаренные заводы. В них содержится различное количество примесей, поэтому при использовании этого жира для выработки мыл его необходимо тщательно очищать.
Природные жирозаменители. К природным жирозаменителям, используемым в мыловарении, относятся: канифоль, талловое масло и нефтяные кислоты. Из-за ограниченности ресурсов, а также по причине появления СЖК значение природных жирозаменителей снизилось. Тем не менее, они еще используются при варке некоторых видов хозяйственного мыла.
Канифоль - твердая, смолообразная масса, от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Она состоит из смеси смоляных ненасыщенных кислот, главная из которых - абиетиновая. В экстракционной канифоли, кроме того, содержится 5-10% жирных кислот .
Канифоль в качестве заменителя природных жиров может применяться при варке хозяйственных мыл в количестве 10-15% от жировой смеси . При изготовлении низших сортов туалетного мыла иногда применяется 3-5% светлых сортов канифоли .
Талловое масло - это отход производства целлюлозы. Из-за темного цвета и сильного неприятного запаха сырое таловое масло - нежелательный компонент мыла. При перегонке его водяным паром под вакуумом получают светло-желтую маслообразную жидкость - дистиллированное талловое масло, которое используют при выработке жидкого и твердого хозяйственного мыла.
Нефтяные (нафтеновые) кислоты содержатся в составе некоторых нефтепродуктов - керосине, соляровом масле и др. При обработке этих продуктов раствором натриевой щелочи она связывает нефтяные кислоты и образует специфический продукт, называемый мылонафтом. Вместе с нефтяными мылами в массу попадает некоторое количество нефтепродуктов, которые сообщают мылонафту специфический запах и темный цвет.
Едкие щелочи при взаимодействии с нейтральными жирами омыляют триглицериды и связывают высвобождающиеся при этом жирные кислоты, образуя соответствующие мыла.
Едкий натр (товарное название каустическая сода). Применяют его при выработке всех видов твердых мыл. Его выпускают нескольких марок и сортов в твердом и жидком виде.
Твердый едкий натр в зависимости от сорта содержит от 92 до 95% NaOH, а жидкий - 42-43%. Из примесей в нем содержатся углекислый натрий (2-3%) и поваренная соль (от 1 до 2,5%) .
На предприятиях готовят водный раствор едкого натра нужной концентрации путем перемешивания при 50-60°С с последующей фильтрацией полученного раствора.
Едкое кали применяется при выработке жидких, мазеобразных и некоторых специальных мыл. Едкое кали выпускают в твердом и жидком виде нескольких марок (от А до Г). Твердый продукт представляет собой непрозрачную массу. Жидкий продукт - концентрированный раствор до 55%. Содержание едких щелочей в твердом продукте в зависимости от марки - 93-95%, в жидком - 50-52% .
Углекислые соли. По сравнению с едкими щелочами углекислые соли обладают меньшей реакционной способностью. Нейтральные жиры в обычных условиях варки они не омыляют. Хорошо и достаточно быстро реагируют с жирными кислотами, образуя соответствующие соли (мыла).
Углекислый натрий (углекислая сода, карбонат натрия), товарное название - кальцинированная сода. представляет собой белый, мелкий кристаллический порошок.
Углекислый натрий применяется при выработке твердых мыл из расщепленных жиров, жирных и нефтяных кислот и канифоли. Вводят его в некоторые виды мыл для повышения твердости кускового или подвижности расплавленного мыла. Углекислый натрий выпускают нескольких видов и марок. В зависимости от вида и марки товарный продукт содержит от 91 до 99% углекислого натрия.
На мыловаренных заводах приготовляют раствор углекислого натрия концентрацией 32-33% путем растворения в воде при 80°С в емкостях с мешалками.
Углекислый калий (карбонат калия), товарное название - поташ. Продукт выпускают в виде мелких гранул белого цвета, двух марок (кальцинированный и полутораводный) и двух сортов. В зависимости от вида и сорта товарный продукт содержит 92,5-98% углекислого калия. Применяется он для выработки жидких, мазеобразных и специальных мыл из расщепленных жиров и жирных кислот, а также в качестве технологической добавки для повышения подвижности расплавленного мыла.
Фосфорнокислые соли. Натриевые и калиевые соли фосфорной кислоты выпускают разного химического состава и, соответственно, они обладают различными свойствами.
Основными фосфорнокислыми солями, используемыми в мыловаренном производстве, являются триполифосфат натрия и гексаметафосфат натрия. Их добавляют в стиральные порошки и в некоторые виды твердого мыла для повышения моющего действия.
Триполифосфат натрия (Na5P3О10) представляет собой порошок белого цвета. Его добавляют в некоторые сорта твердого хозяйственного мыла в количестве 4-6% .
Гексаметафосфат натрия (NaPО3)6 представляет собой твердую, стекловидную, слегка окрашенную массу. Он хорошо растворяется в воде, особенно при нагревании, образуя растворы концентрацией до 70%.
Водные растворы гексаметафосфата натрия имеют кислую реакцию, поэтому в мыловаренном производстве его можно применять и для связывания избытка свободной едкой щелочи, если се в мыльной массе оказалось больше, чем это допускается техническими условиями. Также его добавляют в туалетное мыло в количестве до 5% для предупреждения образования кальциевых и магниевых нерастворимых мыл, при использовании продукта.
Соли кремниевой кислоты (силикаты натрия) - это продукт непостоянного химического состава Na2О*nSiО2. На мыловаренных заводах применяют силикат натрия, у которого весовое отношение SiО2 к Na2О колеблется от 2,6 до 3,4.
Силикат натрия выпускают двух типов - содовый и содово-сульфатный. Содовый силикат натрия обладает более высоким качеством, в нем меньше примесей.
Силикат натрия обладает значительным моющим действием и поэтому является желательным компонентом. Также эта соль повышает твердость мыла, снижает его липкость, и предотвращает появление кристаллов соды на его поверхности. Добавление силиката натрия в небольшом количестве (0,1-0,5%) к туалетному и хозяйственному мылу замедляет потемнение и прогоркание продукта. Силикат натрия усиливает действие антиокислителей, добавляемых в мыло.
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели:
Обучающие:
- сформировать представление о жирах и мылах как о химических соединениях, изучив их химический состав и химические свойства, закрепить умения писать уравнения реакции, познакомить со способами их переработки;
Развивающие:
- совершенствовать логическое мышление, актуализировать знания о жирах из курса биологии; развить кругозор учащихся, знакомя их с применением жиров и жироподобных веществ и их производных, научить делать выводы.
Воспитательные:
- создать положительную мотивацию изучения химии через ознакомление учащихся с ролью жиров и мыла в жизни человека, проявлять творческий подход к выполнению заданий.
Методическое обеспечение урока: интерактивная доска. Слайды, содержащие информацию по новому материалу, задания для проверки первичного усвоения знаний, тестовые задания. Для эксперимента: пробирки, растительное масло, сливочное масло, маргарин, ацетон, растворы гидроксида натрия, серной кислоты, перманганата калия.
На демонстрационном столе учителя: гербарий и изображения масличных растений, животных, из которых получают жир; образцы сливочного, подсолнечного, оливкового масел, маргарин, олифа, глицерин, мыло жидкое и твердое, свеча, синтетические моющие средства. Чёрный ящик с куском мыла.
Тип урока – урок изучения нового материала – лекция, дополненная просмотром слайдов, беседа, демонстрация эксперимента, сообщения учащихся, игровой момент, тестирование.
План урока.
1. Организационный момент.
Приветствие
Проверка явки учащихся
Заполнение журнала
2. Актуализация знаний учащихся.
Проверка имеющихся знаний и умений
Подготовка к изучению новой темы.
3. Изучение нового материала.
Из истории изучения жиров
Состав строение, номенклатура
Классификация жиров
Физические свойства
Химические свойства
Практические советы.
Получение жиров
Применение жиров и мыла
4. Игра “Чёрный ящик”.
5. Первичное закрепление пройденного материала.
Решение тестовых заданий
6. Рефлексия.
7. Домашнее задание.
Ход урока
I. Организационный момент.
2. Актуализация знаний учащихся.
Вы знаете, что есть такое тяжелое детское заболевание – рахит. Оказывается и его профилактика и лечение не обходятся без жира, а именно, хорошо знакомого вам рыбьего жира. Что же это за вещества – жиры, которые играют в нашей жизни такую большую роль? Вот о них и пойдет речь на сегодняшнем уроке. Итак, тема урока: “Жиры. Мыла”.
Фронтальный опрос.
1. Какие вещества называются многоатомными спиртами? Приведите примеры спиртов.
2. Какие вещества называются карбоновыми кислотами? Приведите примеры высших карбоновых кислот (предельных и непредельных).
3. Какие вещества называются сложными эфирами?
4. Какие свойства характерны для сложных эфиров?
5. Что такое реакция этерификации?
3. Изучение нового материала.
Вот теперь мы можем поговорить о жирах. С жирами вы сталкиваетесь каждый день. В школьном курсе на изучение темы отводится один урок. О биологической роли жиров вы узнали в курсе “Общая биология”. На этом уроке вы получите представление о жирах и мылах как о химических соединениях, их свойствах, способах их переработки, применении. Приобретёте некоторые практические советы.
Из истории изучения жиров.
Жиры наряду с углеводами и белками являются ценным пищевым продуктом. Для здорового организма человека суточная потребность жира составляет 70-100 г. Избыток жиров в организме человека является одной из основных причин многих заболеваний, в частности, особенно сердечно - сосудистых, ожирения.
Люди очень давно научились выделять жир из натуральных объектов и использовать его в повседневной жизни. Жир сгорал в примитивных светильниках, освещая пещеры первобытных людей, жиром смазывали полозья, по которым в воду спускали суда; атлеты древней Эллады натирали растительными маслами обнаженный тела, чтобы сделать кожу более эластичной.
Химикам очень давно хотелось разобраться в том, что же собой представляет жир. Однако лишь в 1779 году великий шведский химик К. Шееле приблизился к решению этой задачи. Нагревая оливковое масло с оксидом свинца, он получил осадок и какое-то сладкое, растворимое в воде вещество. Он назвал его “жировым сахаром”. Только через 45 лет французский химик М. Шеврель определил строение этого жирового сахара и назвал его глицерином (от греч. “гликос” - сладкий). Он же доказал, что осадок представляет собой свинцовые соли так называемых жирных кислот.
Состав, строение жиров.
Жиры – это смесь сложных эфиров, образованных трехатомным спиртом (глицерином) и жирными кислотами, имеющих в углеводородном радикале от 4 до 24 атомов углерода.
Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных жирах, наиболее распространены:
- олеиновая кислота С 17 Н 33 СООН,
- линолевая кислота С 17 Н 31 СООН,
- линоленовая кислота С 17 Н 29 СООН.
- Из предельных кислот распространены:
- пальмитиновая кислота С 15 Н 31 СООН,
- стеариновая кислота С 17 Н 35 СООН,
- миристиновая кислота С 13 Н 27 СООН.
Номенклатура.
По систематической номенклатуре жиры называют триацилглицеринами. У ацилов суффикс – оил (ленолеоил, пальмитоил, стеароил и т.д.)
Классификация жиров.
Жиры можно классифицировать по составу на простые - если все ацильные остатки одинаковые, и смешанные - если ацильные остатки разные.
Жиры можно классифицировать по происхождению на животные и растительные. Растительные жиры называют маслами.
Жиры можно разделить на жидкие (большинство растительных масел, жиры рыб и морских млекопитающих) и твердые (жиры наземных животных, кокосовое масло). Жидкие жиры содержат 70-85% непредельных кислот, а твердые жиры содержат около 50 % и более предельных кислот.
Растительные жиры (масла) делят на:
Высыхающие, т.е. окисляющиеся и затвердевающие на воздухе (имеющие две или более двойные связи: льняное, маковое, конопляное масло).
Полувысыхающие, (имеющие одну-две двойные связи: подсолнечное, соевое, хлопковое масло).
Невысыхающие, (имеющие одну двойную связь: арахисовое, касторовое, оливковое, пальмовое, кокосовое масло).
Какие физические свойства жиров вы знаете и можете назвать?
Да. Жиры - это жидкие, мазеобразные или твердые вещества, легкоплавкие, нерастворимы в воде, хорошо растворимы в неполярных растворителях (ацетоне, бензине, тетрахлорметане), плохо - в низших спиртах. Не имеют точки плавления, плавятся в интервале температур, так как представляют собой смеси разных молекул. Не кипят при обычных условиях, при высоких температурах разлагаются. Эмульгируются щелочами. Плотность жиров меньше 1 г/мл.
Эксперимент: в три пробирки налить по 5 мл воды, ацетона, раствора гидроксида натрия и добавить в них по нескольку капель растительного масла. Учащиеся наблюдают, что происходит при встряхивании пробирок. После обсуждения эксперимента учащиеся записывают вывод в тетрадь о физических свойствах жиров: нерастворимы в воде, легче воды, хорошо растворяются в органических растворителях, эмульгируются щелочами.
Химические свойства жиров.
1). Каждый слышал такую фразу: при физической нагрузке человек сжигает жир. Выражение образное, но не лишено химического смысла. Мы уже вспомнили, что при расщеплении и окислении жиров в организме выделяется значительное количество энергии, необходимой для протекания жизненно важных эндотермических процессов поддержания постоянной температуры тела. Т.е жиры, как большинство органических соединений горят.
Эксперимент : в форфоровой чашке налито несколько мл растительного масла и помещен фитиль. Фитиль поджечь. Жир горит ярким сильно коптящим пламенем.
До 19в. для освещения улиц и домов использовали китовый жир и сало. Помимо того, что пищевое сырье использовалось для технических целей, это привело к массовому истреблению редких животных.
2). Двойные связи непредельных кислот, входящих в состав жира, могут быть прогидрированы в присутствии никелевых катализаторов. Продукты гидрирования известны под названием салолин, саломас. Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (арахисовое, соевое, хлопковое) получают пищевые жиры, например маргарины.
Сравните цены 1 л растительного масла и 1 кг животного жира. Твердые жиры более дорогостоящи и ценны. По химическому составу они отличаются лишь наличием двойных С = С связей в углеводородных радикалах жидких жиров.
Эксперимент: 3 капли растительного масла + 2 капли Na 2 СО 3 + 2 капли раствора KMnO 4 встряхивают. Малиновая окраска исчезает. Значит произошло обесцвечивание раствора KMnO 4 , что показало и доказало наличие кратных связей в растительных жирах.
Впервые маргарин появился на свет более 100 лет назад для обозначения продукта, полученного французским химиком Меж-Мурье в 1869 году. Император Франции Наполеон III пообещал крупный приз тому, кто сумеет найти дешевый заменитель сливочного масла в рационе солдат. Меж-Мурье предложил схему производства, сохранившуюся в своей основе вплоть до наших дней. Он представил на конкурс продукт, который был назван маргарином потому, что в его составе предполагалось преобладание маргариновой кислоты С 16 Н 33 СООН. В выборе названия немалое значение имел и внешний вид полупрозрачной голубоватой массы продукта (от греч. “маргон” - жемчуг).
В 1930 году маргарин начали получать в СССР.
Маргарин – это твердый жир, содержащий только остатки предельных карбоновых кислот. Поэтому маргарин не будет проявлять свойства непредельных углеводородов.
Сливочное масло – содержит остатки непредельных кислот, поэтому будет обесцвечивать бромную воду или раствор перманганата калия.
Представьте, что вы частный предприниматель в сфере торговли и собираетесь закупить оптовую партию сливочного масла. Сейчас много недобросовестных производителей, которые фальсифицируют пищевые продукты, и сливочное масло часто становится объектом фальсификации. К нему подмешивают более дешевые продукты: маргарин или растительные масла. Обнаружить подделку и доказать её можно с помощью сложных и дорогостоящих анализов. Но есть и такие признаки, которые можно обнаружить и без всяких анализов и которые должны насторожить вас при покупке. Какие это признаки?
Эксперимент: опустить в раствор KMnO 4 кусочек исследуемого жира, если раствор обесцветился, значит – это сливочное масло, если не обесцветился, значит это маргарин.
3). Одним из важнейших свойств жиров, как и других сложных эфиров, является реакция гидролиза – (гидро – вода, лиз – разрушение). В незначительной степени гидролиз протекает и при хранении жира под действием влаги, света и тепла. Жир становится прогорклым - т.е. приобретает неприятный вкус и запах, обусловленный образующимися кислотами:
Данная реакция является обратимой. Для получения глицерина и жирных кислот реакцию проводят в кислой среде при кипячении или под давлением.
4). Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз, идущий в присутствии оснований. Щелочной гидролиз называют омылением. Он в отличии от кислотного необратим, и в результате его получаются щелочные соли высших карбоновых кислот – мыла.
Мыло – щелочная соль высших карбоновых кислот.
Жидкое мыло образовано солями калия, а твердое мыло – солями натрия.
Хозяйственное мыло предназначено для стирки. Его качество в соответствии с назначением определяется содержанием жирных кислот, массовая доля которых (в %) отпечатывается на одной из граней куска: чем она выше, тем обильнее пена, тем лучше моет и стирает мыло. Вторым критерием качества является наличие свободной щелочи. Вот здесь, наоборот: чем меньше ее, тем лучше – ведь щелочь вредна и для кожи человека, и для тканей, особенно шерсти и шелка. В последние годы хозяйственное мыло получают из синтетических жирных кислот.
Для получения мыла высших сортов ядровое мыло, образующееся в начальной стадии технологического процесса, высушивают, перетирают 2 – 3 раза на вальцах, смешивают с добавками (отдушка, красители, смягчители кожи) и формирую куски туалетного, банного, детского мыла. В таком продукте массовая доля жирных кислот достигает 80%.
А что было до этого, чем мылись раньше? В древности женщины на Руси, стремясь сохранить пушистость, мягкость и блеск волос, пользовались таким рецептом: в дубовом ведре тщательно размешивается со свежей ключевой или дождевой водой ковш золы, да не простой, а лучше еловой или от подсолнечника, постоит такая смесь сутки. Процедит осторожно через чистую тряпочку или сольет девушка воду с осадка, разведет ее чистой водой, подогреет в рубленой бане и вымоет свои прекрасные волосы. В золе содержится много карбонат - ионов и ионов калия, что создает в ее водном растворе щелочную среду и способствует умягчению воды за счет выведения ионов кальция и магния в виде нерастворимых веществ. Такой раствор при стирке или при мытье волос продолжает гидролизоваться, разрушая жиры. В результате получается хорошо растворимый в воде глицерин. Анионы же высшей жирной кислоты вместе с иными видами загрязнений образуют эмульсию, которая выносится раствором при ополаскивании.
В Европу мыло проникло в семнадцатом веке. Доступно оно было не всем, так как было дорогое. Настоящая мыловаренная промышленность развилась в первой половине девятнадцатого века благодаря трудам французского химика М.Шевреля.
Из курса истории вы помните, что во время великой Отечественной войны Ленинград (а ныне Санкт-Петербург) был блокирован гитлеровцами почти на 2.5 года. Все было в Ленинграде за это время: голод, холод, нехватка лекарств, но удивительно, что не было эпидемий инфекционных заболеваний, которые обычно сопутствуют таким жизненно тяжелым ситуациям. А помогло ленинградцам то, что они сами варили мыло как дезинфицирующее средство из жиров различных животных – собак, крыс, кошек.
Мыловарение – один из самых древних химических процессов, стоящих на службе человека. Уже в 1в. использовали процесс омыления для получения твердых и жидких мылоподобных продуктов путем кипячения жиров с золой наземных растений (содержащих соли калия) или морских водорослей (содержащих соли натрия). Натриевые соли высших карбоновых кислот имеют твердое агрегатное состояние, а калиевые – жидкое.
“Мыло душистое” в быту незаменимо. Но и оно не без недостатков: плохо мылится в жесткой воде, а при стирке в такой воде на белой одежде остается сероватый налет. Жёсткая вода содержит катионы Са 2+ и Mg 2+ . В такой воде мыло теряет моющую способность. Кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы в воде. Вместо пены они образуют хлопья (осадок) и мыло расходуется бесполезно:
2C 17 H 35 COONa + Ca 2+ -> (C 17 H 35 COO) 2 Ca + 2Na +
Этого недостатка лишены синтетические моющие средства, представляющие собой натриевые соли высших сульфокислот или алкилбензолсульфокислот. Принцип действия синтетических моющих средств точно такой же, как и у мыла, однако они имеют некоторые преимущества:
Не теряют моющую способность в жесткой воде;
Не разъедают руки, т.к. не дают щелочной реакции в растворе.
Но остатки синтетических моющих средств в сточной воде очень медленно разлагаются биологическим путем и вызывают загрязнение окружающей среды.
5). Весьма важными являются реакции полимеризации масел. По этому признаку растительные масла делят на высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие. Высыхающие в тонком слое образуют блестящие тонкие пленки. На этом основано использование этих масел для приготовления лаков и красок.
Практические советы.
Вам надо удалить пятно от подсолнечного масла. Растительное масло хорошо растворяется в бензине или керосине.
Если вы за праздничным столом посадили на одежду жирное пятно и не можете заняться его выведением, рекомендуется немедленно засыпать пятно солью. Соль адсорбирует жиры. Можно также воспользоваться с этой целью зубным порошком.
При старении пятна растительного масла, особенно на свету и при повышенных температурах, образуются прочные полимерные соединения, также за счет двойных связей происходит взаимодействие молекул жира с молекулами ткани. Вывести такое пятно очень трудно, поэтому жирное пятно выводите сразу сами или в “Еврочистке”.
Получение жиров.
Источниками жиров являются живые организмы. Среди животных это коровы, свиньи, овцы, гуси, киты, тюлени, рыбы: акула, тресковые, сельди. Из печени трески и акулы получают рыбий жир – лекарственное средство, из сельдевых – жиры, используемые для подкормки сельскохозяйственных животных.
Источниками масел являются растения: хлопка, льна, сои, арахиса, кунжута, рапса, горчицы, оливы, подсолнечника, конопли, клещевины, мака, масличной пальмы, кокоса и многих других.
Из живых организмов и растений жиры получают:
- Вытапливанием
- Экстрагированием
- Прессованием
- Сепаратированием
- Гидрированием жиров в технике.
Применение жиров и мыла.
Жиры используются в пищу.
Некоторые масла используются для изготовления косметических средств (кремов, масок, мазей).
Ряд жиров имеет лекарственное значение: касторовое, облепиховое масло, рыбий и гусиный жир.
Жиры сельдевых рыб используются для подкормки сельскохозяйственных животных.
Высыхающие растительные масла используются для производства олиф.
Сырьем для производства маргарина являются многие растительные масла и китовый жир.
Животные жиры идут для производства мыла, стеариновых свечей.
Жиры используются для получения глицерина и смазочных материалов. Однако использование пищевых продуктов как химического сырья – непозволительная роскошь. Поэтому химики разработали процессы, позволяющие использовать для получения, например, высших карбоновых кислот парафина.
Мыло в быту и промышленности все чаще заменяется на синтетические моющие средства.
4. Игра “Чёрный ящик”.
В закрытой коробке находится нечто, относящееся к теме “Жиры”. Учитель предлагает узнать, что лежит в коробке. Учащиеся задают вопросы, на которые можно ответить только “да” или “нет”. Нужно достичь цели, задав учителю наименьшее число вопросов.
Учитель может положить в коробку продукты переработки жиров, глицерин, карбоновую кислоту, входящую в состав жиров, какое-нибудь масло. Например, в коробке находится мыло.
Вопросы могут быть следующими:
- Это жир? - Нет.
- Это продукт его переработки? - Да.
- Это твердое? - Да.
- Это растворимое? - Да.
- Это используется для стирки? - Да.
- Это мыло? - Да.
5. Первичное закрепление пройденного материала.
6. Рефлексия.
Учащимся предлагается оценить свою деятельность на уроке, дать оценку полученным знаниям, их значимости в дальнейшей деятельности.
- Сегодня я узнал...
- Было интересно...
- Было трудно...
- Я приобрел...
- Я научился...
- Меня удивило...
- Урок дал мне для жизни...
7. Домашнее задание : параграф 34, стр.165 № 8,12,14 (уч. Цветков Л.А.)
