Урок по теме Мыло


Цель: сформировать знания о составе и
моющем действии мыла, познакомить учащихся с
историей мыла как необходимого компонента быта,
расширить кругозор учащихся.

Оборудование и реактивы: мягкая вода,
вода, содержащая ионы кальция и магния (жесткая
вода), раствор мыла, раствор синтетического
моющего средства, образцы твердого и жидкого
мыла, жидкость “Мыльные пузыри”. Презентация (приложение 1).

План урока.

  1. История мыла.
  2. Мыло с химической точки зрения.
  3. Получение мыла.
  4. Механизм моющего действия мыла.
  5. Мыльные пузыри.
  6. Мыло в природе.
  7. Перспективы применения мыла.

1. История мыла.



Споры о том, кому человечество обязано
изобретением мыла, до сих пор не завершены,
впрочем, честь спасения человечества от грязи
приписывается сразу нескольким древним народам.



По имеющимся данным, мыло изготавливалось еще в
древнем Шумере и Вавилоне около 2800г. до н.э.
Описания технологии изготовления мыла найдены в
Месопотамии на глиняных табличках, относящихся
примерно к 2200 г. до н.э. Египетские археологи
после раскопок в дельте Нила пришли к выводу, что
производство мыла было налажено, по меньшей мере,
6000 лет назад. Египетский папирус середины
второго тысячелетия до н.э. свидетельствует, что
египтяне регулярно мылись с помощью мыла.

Римский ученый и политик Плиний Старший
утверждает, что еще древние галлы (населявшие
территорию современной Франции) и германцы знали
о приготовлении мыла. По его свидетельству, эти
дикие племена делали из сала и золы букового
дерева некую чудодейственную мазь, которую
использовали для очистки и окрашивания волос, а
также для лечения кожных заболеваний.

Так же существует версия, что мыло было
изготовлено римлянами. Легенда гласит, что само
слово soap (мыло) произошло от названия горы Сапо в
древнем Риме, где совершались жертвоприношения
богам. Смесь из растопленного животного жира и
древесной золы жертвенного костра смывало
дождем в глинистый грунт берега реки Тибр.
Женщины, стиравшие там белье, обратили внимание,
что благодаря этой смеси одежда отстирывается
значительно лучше. Люди постепенно стали
использовать «дар богов» не только для
стирки одежды, но и для мытья тела. Кстати, первые
мыловарни тоже были обнаружены археологами на
территории Древнего Рима, а еще точнее — среди
развалин знаменитых Помпей.



От римского слова sapo позднее у англичан
образовалось soap, у французов — savon, у итальянцев -
sapone.

Мыло не сразу стало предметом гигиены. Вплоть
до XIII века оно стояло в одном ряду с медицинскими
средствами и лекарствами. Не была чистота в чести
и в средние века. Мылом пользовались только
представители первых двух сословий — дворяне и
священники, да и то не все поголовно.
Окончательно моду на чистоту привили
средневековой Европе рыцари, побывавшие во время
крестовых походов в арабских странах. Вероятно,
арабы в VII в. н.э. узнали способ изготовления
твердого мыла. От арабов искусство мыловарения
проникло в Испанию. Здесь научились делать
твердое красивое мыло из оливкового масла и золы
морских растений. Повсюду на Средиземноморье,
где выращивали масличные растения, стало
процветать мыловарение.

С XIII в. начинается расцвет мыловарения во
Франции и Англии. Отношение к этому ремеслу было
самое серьезное. В 1399 г. в Англии король Генрих IV
основал орден, особой привилегией которого
считалось: мытье в бане с мылом.

Известно, что в XV и XVI вв. рыцари и купцы
привозили пахнущие шарики из Венеции. На них были
вытиснены лилии, еловые шишки, полумесяцы -
первые, если можно так сказать, торговые знаки.

На Руси секреты изготовления мыла унаследовали
от Византии, а собственные мастера-мыловары
появились у нас только в XV в. Известно, что некто
Гаврила Ондреев завел в Твери «поварню мыльную
с котлом мыльным и со всею поряднею», а в Москве
существовал даже мыльный ряд. Промышленное
производство мыла было налажено при Петре I, но
вплоть до середины XIX в. им пользовалась только
знать. Крестьяне же стирали и мылись щелоком -
смесью получаемой из древесной золы, залитой
кипятком и распаренной в печи. Главным центром
мыловарения был город Шуя, на его гербе даже
изображен кусок мыла.

2. Что же такое мыло?

Еще в 1808 году французский химик Мишель Эжен
Шеврёль(1786 – 1889) установил состав мыла. В
результате анализа оказалось, что мыло – это
натриевая соль высшей жирной карбоновой кислоты.
Причем, жидкое и твердое мыло различаются только
катионами: одним из вариантов твердого мыла
является С17Н35СООNa, жидкого – С17Н35СООК.

3. Получение мыла.

Получение мыла всегда было основано на реакции
омыления – гидролиза сложных эфиров высших
карбоновых кислот и глицерина (т.е. жиров) со
щёлочами, в результате которого образуется
трехатомный спирт глицерин и соли высших
карбоновых кислот (мыло). Уравнение реакции
выглядит следующим образом:

Рисунок 1

Мыло приготавливают кипячением в воде жирных
масел со щелочами, такими, как каустическая сода
или каустический поташ. Жирные масла извлекают
из растительных продуктов, например хлопкового,
пальмового и соевого масел, животных продуктов,
таких, как животное сало и рыбий жир, и продуктов
переработки орехов, в частности, кокосового
масла. Очищенные жиры подвергаются гидролизу в
присутствии щелочей под давлением 5 МПа и при
температуре 240-260 градусов. При этом образуется
мыло, жирные кислоты и глицерин. Глицерин отводят
из реактора, а оставшуюся смесь обрабатывают
избытком щелочи. Чистое мыло из мыловаренного
котла переливается в смеситель, где в него
вводятся отдушки, красители и другие компоненты.
Потом оно заливается в формы, вмещающие по 410 кг
мыла, и оставляется в них на несколько суток для
охлаждения и затвердевания. Боковые стенки форм
удаляются, масса подравнивается, разрезается на
бруски, которые сушатся и подвергаются штамповке
на отдельные куски, помещаемые в упаковку. Иногда
мыло подвергают дополнительной обработке для
улучшения товарного вида (например,
мраморированию).

4. Механизм моющего действия мыла.

Мыло известно уже тысячи лет, но только
относительно недавно химики поняли, почему оно
обладает моющими свойствами. Мыло состоит из
двух частей: гидрофобной (органического
радикала) и гидрофильной (растворимой в воде). Для
моющего действия важно то, что углеводородная
часть отрицательного иона нерастворима в воде,
но она растворима в жирах и маслах, а ведь именно
благодаря жиру грязь прилипает к вещам; и если
поверхность полностью очищена от жира, грязь не
задерживается на ней. Как показано на рисунке,
отрицательные ионы (анионы) мыла склонны
концентрироваться на поверхности раздела воды и
жира. Водорастворимый отрицательно заряженный
конец остается в воде, тогда как углеводородная
часть погружена в жир. Чтобы поверхность раздела
была наибольшей, жир должен присутствовать в
виде мельчайших капелек. В результате образуется
эмульсия – взвесь капелек жира (масла) в воде.

Рисунок 2

Если на твердой поверхности имеется пленка
жира, то при контакте с водой, содержащей мыло,
жир покидает поверхность и переходит в воду в
виде мельчайших капель. Анионы мыла находятся
одним концом в воде, а другим – в жире. Грязь,
удерживаемая пленкой жира, удаляется при
полоскании.

У мыла есть серьезный недостаток – оно теряет
свое мылящее действие в жесткой воде. Проведем
эксперимент. Возьмем два стакана. В одном вода
мягкая, не содержащая солей магния и кальция, а в
другом – жесткая. Прильем раствор мыла в оба
стакана. В одном из них (с мягкой водой)
наблюдается полное растворение, при бурном
перемешивании – вспенивание раствора, а в
стакане с жесткой водой мы наблюдаем выпадение
хлопьевидного осадка. При бурном перемешивании
становится заметно, что мыло потеряло свое
мылящее действие. Это связано с тем, что в жесткой
воде мыло образует кальциевые и магниевые соли
высших карбоновых кислот, которые являются
нерастворимыми:

17H35COONa + Ca2+ = (C17H35COO)2Ca
+ 2Na+

Если после стирки мылом прополоскать ткань в
жесткой воде, на ней осаждается нерастворимое и
трудно удаляемое “кальциевое мыло”, которое
портит ее вид. Поэтому в районах с жесткой водой в
прачечных приходится устанавливать
оборудование для умягчения воды.

5. Мыльные пузыри.

У мыла есть интересное свойство – оно может
создавать мыльные пузыри. Мыльный пузырь – это
тонкая пленка мыльной воды, которая формирует
сферу с переливчатой поверхностью. Он существует
лишь несколько секунд. Пленка пузыря состоит из
тонкого слоя воды, заключенного между двумя
слоями молекул мыла. Гидрофильная часть
привлекается тонким слоем воды, в то время как
гидрофобная выталкивается. В итоге образуются
слои, защищающие воду от быстрого испарения и
уменьшающие поверхностное натяжение.

Еще в XIX веке русский химик Г.С.Петров действием
серной кислоты на продукты переработки нефти
получил синтетические моющие средства, которые
прекрасно мылятся в жесткой воде. Например,
раствор стирального порошка прекрасно образует
пену как в мягкой, так и в жесткой воде. Проверим
это на опыте. Для этого прильем раствор СМС в
стаканы с мягкой и с жесткой водой. Как мы видим,
при энергичном перемешивании пена образуется в
обоих стаканах. Но главным недостатком СМС
является способность накапливаться в окружающей
среде, т.к. сульфокислоты в отличие от карбоновых
кислот не перерабатываются микроорганизмами и
накапливаются в водоемах, что приводит к гибели
водной флоры и фауны. А добавляемые к этим моющим
средствам фосфаты провоцируют бурный рост
водной растительности, что приводит к
эвтрофикации (старению и заболачиванию)
водоемов.

6. Мыло в природе.

Мыло можно найти и в природе. Многие растения
обладают моющим действием. Это и мыльнянка(Saponaria),
и смолёвка обыкновенная(Silene vulgaris), и грыжник
голый (Caryophyllaceae), и солодка (Glycyrrhiza glabra), и бузина
черная (Sambucus nigra) и многие другие. При
растирании корней мыльнянки образуется пышная,
долго не оседающая пена. Такая же пена образуется
с помощью порошка корня солодки. А ягоды бузины,
хоть и не образуют пены, прекрасно отмывают
грязь.

7. Перспективы применения мыла.

Невзирая на возраст, мыло не спешит сдавать
позиции. Сегодня у мыла появились
терапевтические задачи: оно используется для
лечения акне, снятия напряжения, как продукт
ароматерапии и для борьбы со старением кожи.
Эксперты полагают, что будущее – за мылом с
эстетическими качествами, когда цвет, форма,
аромат становятся важнейшими критериями выбора
продукции. Но все равно главной функцией мыла
остается гигиеническая.

Приложение2
Приложение3




Следующий: