Программа курса для предпрофильной подготовки по химии "Химчистка на дому"

Урок 1. Несколько слов о стирке.

Немного, из истории стирки. Теория стирки. Поверхностно активные вещества (ПАВ).

Демонстрации. 1. Определение поверхностного натяжения веществ.

Урок 2, 3. Да здравствует мыло душистое!

История открытия и применения мыл. Классификация мыл по назначению. Состав мыла. Получение мыла. Необычное применение мыла.

Лабораторная работа 1. “Определение состава мыла”.

Урок 4. Практическая работа 1. “Свойства мыла”.

Урок 5. Синтетические моющие средства (СМС) – что это?

Немного из истории: синтетические моющие средства. Отличительные особенности синтетических моющих средств. Состав синтетических моющих средств. Оптические отбеливатели. Химические отбеливатели. Пенообразователи. Отбеливающие ферменты. Смягчители. Применение СМС. Экологические проблемы, связанные с использованием СМС.

Лабораторная работа 2. “Состав и свойства СМС”.

Урок 6. Химчистка на дому.

Типы пятен. Основные методы разделения смесей. Экстракция. Адсорбция. Окислительно-восстановительные реакции. Выведение жировых пятен, пятен от различных красок, пятен органического происхождения и других.

Демонстрации. 2. Выведение жирового пятна. 3. Выведение пятна от йода возгонкой.

Урок 7. Практическая работа 2. “Долой пятна”.

Урок 8. Обобщающая викторина.

Содержание уроков

Лабораторная работа 1. “Определение состава мыла”.

Учащиеся получают набор этикеток разных сортов мыла и анализируют их состав. Данные заносят в таблицу, по которой можно сделать вывод о принадлежности мыла к определенному виду.

Название мыла

Основной компонент

Комплексообразователь

Кислоты

Крема

Тип мыла

Практическая работа 1. “Свойства мыла”.

Перед работой напоминаем учащимся о соблюдении правил по технике безопасности.

Опыт 1. Зависимость моющих свойств от смачиваемости

Один палец руки испачкайте глиной, второй сажей, а третий сажей, растертой в вазелиновом масле. Подставьте выпачканную таким образом руку под струю воды. Отметьте, что получилось.

Попробуйте вымыть эти пальцы в горячей воде. Отметьте, что вы наблюдаете. Проделайте этот опыт еще раз, только теперь вымойте руку с мылом. Обратите внимание, какие произошли изменения.

Попробуем разобраться, почему мы получили различные результаты?

Почему сажа так сильно пачкает? Глина тоже пачкает, но легко отмывается. Различие заключается в том, что частицы глины гидрофильны, т. е. хорошо смачиваются водой: они и молекулы воды сильно притягиваются друг к другу, причем сильнее, чем частицы глины притягиваются к поверхности кожи, всегда слегка покрытой жировыми выделениями. Именно поэтому частицы глины так легко отрываются от поверхности руки.

Частицы углерода, из которых состоит сажа, гидрофобны, т.е. они не смачиваются водой, потому что молекулы воды притягиваются к ним очень слабо. Зато они хорошо смачиваются маслом, т.е. олеофильны. Именно поэтому сажа так хорошо прилипает к коже рук. Почему сажа, размешанная в масле, пачкает еще сильнее? Потому что тончайшая пленка из молекул минерального масла легко обволакивает частицы сажи (так же, как частицы глины, сразу попадает в окружение молекул воды). Мельчайшие частицы сажи не могут соединиться в комки, так как масло не подпускает их вплотную друг к другу. При контакте с мылом молекулы мыла вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и уходят в водную среду. Какой можно сделать вывод? Мыло обладает хорошим смачивающим эффектом.

Опыт 2. Определение среды мыльного раствора

Раньше думали, будто мыло хорошо стирает и моет потому, что оно образует щелочь. Напротив, щелочь (например, стиральная сода) моет потому, что она соединяется с жирами и образует в растворе поверхностно-активные вещества, подобные мылу. Мыло легко гидролизуется водой, особенно горячей. При этом выделяется щелочь, вредная для кожи человека. Щелочь, которая образуется при гидролизе мыла, обладает эмульгирующим свойством, это усиливает моющий эффект мыла.

Определите реакцию среды раствора мыла с помощью универсальной лакмусовой бумаги. Что вы наблюдаете? Запишите уравнение гидролиза мыла:

С₁₇Н₃₅СООNa + Н₂О С₁₇Н₃₅СООН + NaОН

Опыт 3. Зависимость моющих свойств мыла от жесткости воды

В жесткой воде моющая способность мыла резко снижается. Растворимые натриевые или калиевые соли жирных кислот вступают в реакцию обмена с имеющимися в жесткой воде растворимыми кислыми карбонатами щелочно-земельных металлов, главным образом кальция:

2С₁₅Н₃₁СООNa + Са(НСО₃)₂ (С₁₅Н₃₁СОО)₂Са + 2NaНСО₃.

Получающиеся при этом соли высших жирных кислот образуют липкие осадки.

Учащиеся определяют жесткую и мягкую воду при помощи раствора мыла.

В той пробирке, где удалось сбить растворенное мыло в пену, – мягкая вода.

Опыт 4. Определение моющих свойств мыла по пенообразованию

Пена – спутник всякого хорошего мыла.

В три больших пробирки поместите по 10 мл разных мыльных растворов одинаковой концентрации. Закройте их пробками и встряхивайте их в течение 2 минут. Измерьте в сантиметрах высоту пенного столба. Какой следует сделать вывод? Чем выше высота пенного столба, тем лучше способность моющего средства к пенообразованию.

Опыт 5. Зависимость моющих свойств мыла от температуры

Возьмите одинаковые кусочки мыла и поместите их в две большие пробирки. В первую добавьте холодной воды, а во вторую такой же объем горячей воды, закройте пробками, встряхните. Обратите внимание, в какой пробирке мыло быстрее растворилось (в этой пробирке процесс стирки будет идти быстрее).

Сделаете вывод: от чего зависят моющие свойства мыла?

Лабораторная работа 2. “Свойства синтетических моющих средств”

Опыт 1. Определение состава СМС по этикетке.

Для выполнения данной работы предлагаем учащимся этикетки различных СМС. Учащиеся определяют, какие добавки используются в данном средстве, и соотносят полученный результат с информацией по применению этого СМС.

Опыт 2. Изучение отличительных свойств СМС.

Зависимость скорости растворения моющего средства от температуры: в два стаканчика наливаем холодной воды и добавляем в один мыло (мелкую стружку), а в другой порошкообразное СМС. Сравниваем время растворения. Теперь этот же опыт проводим в горячей воде. Записываем наблюдения.

Зависимость скорости растворения моющего средства от жесткости воды: в два стаканчика с горячей жесткой водой добавляем мыло (мелкую стружку) и СМС (порошкообразное) соответственно, тщательно перемешиваем и отмечаем изменения, произошедшие в растворах.

Лабораторная работа № 3. “Выведение жировых пятен с помощью адсорбции и экстракции”

Опыт № 1. На ткань нанесите небольшое пятно растительного масла. Под ткань подложите слой фильтровальной бумаги. Ватным тампоном, смоченным теплым раствором смеси нашатырного спирта и любого универсального моющего средства (по одной чайной ложке на полстакана теплой воды) протрите пятно, а затем прогладьте горячим утюгом через чистую белую хлопчатобумажную ткань. Помните, пятно обрабатывают от краев к центру. Будьте внимательны при работе с нашатырным спиртом. Не вдыхайте пары.

Опыт № 2. Теперь попробуйте вывести пятно методом адсорбции. Для этого подготовленный образец ткани (см. опыт №1) засыпьте мелко измельченным порошком мел. Через некоторое время очистите ткань с помощью щетки.

Приложение. Рекомендации по выведению пятен

Деготь и смазка; счистить по возможности толстый слой загрязнения. Размягчить остаток сливочным маслом и промокнуть чистой тряпочкой. Оставшееся загрязнение удалить как жировое пятно.

Воск; счистить воск, положить ткань между двумя листами рыхлой бумаги (салфетки) прогладить утюгом. Сразу же обработайте кусочком ваты, смоченной в бензине.

Пятно от краски (латексной, акриловой, акварельной и водоэмульсионной); обработать пока пятно не высохло. Промыть тщательно под сильной струей воды и стирать как обычно.

Пятно от масляного лака хорошо удаляет паста из бензина и белой глины. Тестообразную смесь наносят на пятно и оставляют до тех пор, пока бензин полностью не испарится. В этом случае к экстракции добавляется адсорбция: белая глина впитывает, поглощает вещества, экстрагируемые бензином.

Свежее пятно от масляной краски сначала смочите скипидаром (для размягчения), а потом удалите бензином. Если такая обработка может повредить окраске, то протрите пятно горячим раствором глицерина или его смесью с равным количеством винного спирта.

Пятна белковой природы. Для удаления пятен белкового происхождения – пятен крови, мясного соуса и т.д., используют СМС с энзимами, которые разлагают белки. Но следует помнить, что использование таких средств, для шерстяных и шелковых тканей должно быть очень аккуратным, так как они являются веществами белковой природы. Может нарушиться прочность ткани.

Пятна органического происхождения выводят препаратами, в состав которых входят восстановители (гидросульфит натрия или его производные), окислители (перекись водорода), а также различные растворители и другие вещества. Действие их основано на том, что они переводят окрашивающие вещества в бесцветную и легко вымываемую форму.

Многие пятна органического происхождения удаляются с хлопчатобумажных и льняных тканей с помощью жидких препаратов “Белизна” или порошкообразных типа “Уральский”.

Урок № 7. Практическая работа 2 “Долой пятна”

Прежде чем приступить к работе следует вспомнить правила по технике безопасности при работе с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Типы пятен и основные способы их устранения.

Опыт № 1. Удаление жирового пятна. Образец ткани с жировым пятном предварительно исследовать на устойчивость окраски. Для этого на небольшой фрагмент ткани нанесите несколько капель растворителя и подождите некоторое время. Если изменений нет ? можно работать далее. Под образец подложите несколько слоев салфеток или фильтровальной бумаги. Пятно обработайте ватой, смоченной растворителем. Не забываете менять салфетки. После полного удаления промокните образец чистой сухой тканью.

Опыт № 2. Удаление воска. Удалите избыток воска тупым краем ножа. Помните о технике безопасности. Теперь обработайте пятно, как в первом опыте.

Опыт № 3. Удаление пятен от сока. Нанесите на пятно небольшое количество перекиси водорода, добавив несколько капель нашатырного спирта. Внимание! Работайте осторожно, не вдыхая сильно пары, так как нашатырный спирт ( концентрированный раствор аммиака) может обжечь слизистую оболочку носа. Протрите пятно ватой и промойте водой. Оформите результаты в тетради. Не забудьте указать, какие способы устранения пятен вы использовали для работы.

Урок № 8. Обобщающий урок. Игровая викторина

Разминка. Химический диктант. Вариант 1 – мыло, вариант 2 ? СМС. Ответы на вопросы только “Да” и “Нет”. Всего вопросов десять.

Хорошо стирает в жесткой воде.

1. Наиболее древнее моющее средство.
2. Способ получения открыт Шеврелем.
3. Стирает в любой воде.
4. В его составе обязательно есть соли жирных кислот.
5. Основной показатель его моющего действия – пенообразование.
6. Его применение наносит вред обитателям водоемов.
7. Первое упоминание о нем, относится к I веку н.э.
8. В состав этого средства входят: отбеливатели, смягчители, пенообразователи, энзимы и т.д.
9. Именно о нем говорится в известном стихотворении “ Мойдодыр”.

Проверяем с помощью ключа. После этого просим учащихся выбрать себе этикетку от мыла или СМС, таким образом, мы формируем две команды. Первая будет называться “Мыло”, а вторая “Порошок”.

Первый этап теоретический.

Каждая команда готовит для другой команды пять вопросов по своей специализации. За правильный и полный ответ команда может получить три балла. Если команда затрудняется, то отвечает команда, задающая вопрос, и получает один балл.

Второй этап. “Черный ящик”

Команды по очереди вытаскивают карточки с описанием предметов скрытых в черном ящике. За правильный ответ команда получает два балла, если она использует подсказку – один балл. Когда команда не может ответить, отвечает другая команда и баллы достаются ей.

В черном ящике ? хозяйственное мыло, детская стиральная доска, биопорошок, детская ванночка.

• Предмет, используемый для стирки сильно загрязненного белья, создает при растворении в воде сильно щелочную среду (хозяйственное мыло).
• Предмет, предназначенный для упрощения процесса ручной стирки, имеет ребристую поверхность (стиральная доска).
• Вещество, используемое для стирки белья, имеющего загрязнения белковой природы (биопорошок).
• Предмет, позволивший переместить процесс стирки с берега водоема в помещение (ванна).

Третий этап. Кто больше?

Каждая команда по очереди называет области применения своего моющего средства. Выигрывает та, команда, которая вспомнит больше применений.

Четвертый этап. Ода моющему средству.

Каждая команда делится на две группы. Одна группа составляет стихотворение. Другая выполняет задание пятого этапа.

Пятый этап. Химчистка.

Пока первая группа команды составляет стихи, оставшиеся участники каждой команды получают два образца ткани с различными пятнами. Задание – классифицировать пятно и предложить способ его устранения.

Подведение итогов: за каждый этап команды получали мыльные пузырьки, вырезанные из бумаги. У какой команды их больше – та и победила. Команда – победитель получает медали в виде мыльного пузыря. В ходе игры выбираем лидеров – тех, кто проявил наибольшую активность в каждой команде. Они получают благодарность от лица Мойдодыра.

Требования к уровню подготовки учащихся

В результате изучения курса “Химчистка на дому”, ученик должен:

Знать: состав мыла и СМС, основные отличия в строении, химические формулы веществ, основные типы пятен и способы их удаления.

Объяснять: действие моющих средств на загрязнение.

Уметь обращаться с химической посудой и лабораторным оборудованием.

Опытным путем доказывать преимущества СМС и уметь удалять пятна разного происхождения.

Использовать полученные знания в практической деятельности для:

• Безопасного обращения с веществами и материалами;
• Качественной оценки информации о веществах используемых в быту;
• Повседневного использования полученных знаний;
• Оценки влияния различных веществ на окружающую среду.

Критерии оценивания

После проведения элективного курса “ Химчистка на дому” ученику ставиться “зачтено” или “не зачтено”.

“Зачтено” ставиться, если ученик обладает минимумом знаний, элективного курса, посещал занятия, на вопросы викторины ответил удовлетворительно.

“не зачтено” ставиться, если ученик не обладает минимумом знаний, элективного курса, не посещал занятий, на вопросы викторины ответил неудовлетворительно.

Библиографический список

1. П.Ф. Буцкус. Книга для чтения по органической химии. Пособие для учащихся 10 кл. – М.: Просвещение, 1985.
2. Э.Гроссе, Х.Вайсмантель. Химия для любознательных: Основы химии и занимательные опыты – Л.: Химия, 1987. Стр. 251.
3. М.В. Николаева. Что происходит, когда мыло встречается с водой. Химия в школе, 2004 г.  № 9. Стр. 33.
4. О.Ольгин. Опыты без взрывов. – М.: Химия, 1993. Стр. 32.
5. Г.В. Пичугина. Повторяем химию для старшеклассников и абитуриентов с ответами и решениями. – М.: АРКТИ, 1999.
6. Химия вокруг нас. Мыла и моющие вещества. http:nt/proc.ru/ri/kk/hm10/htm
7. Моющие средства.http://www.erudition.ru/referat/printef/id.24151_1.html
8. Гигиена. Мыться или не мыться http://www.tgorod.go/ru/cdi- bin/board/topic.cgi?forum=5&topic=596&start=20
9. А.М. Юдин, В.Н. Сучков, Ю.А. Коростелин. Химия для вас. – М.: Химия, 1984. Стр. 114.