课题2　表面活性剂　精细化学品评课稿

课题2表面活性剂__精细化学品

1．肥皂的主要成分

高级脂肪酸的钠盐或钾盐，它由两部分组成，一是极性的亲水基，二是非极性的亲油基或憎水基。

2．去污原理

(1)在洗涤衣物时，肥皂、油污与水之间发生润湿、乳化、起泡三种主要作用而达到去污的目的。

(2)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。

3．生产原理

(1)原料：油脂和烧碱。

(2)原理——酯类的水解。

①皂化反应：酯类在碱性条件下的水解反应。

②硬脂酸甘油酯皂化反应的化学方程式为

其中，硬脂酸钠是肥皂的有效成分。

4．生产肥皂的工艺流程

脂肪、植物油――→NaOH甘油和水高级脂肪酸钠加热

加热搅拌加NaCl盐析――→

调和、冷凝、切块、成型――→上层：高级脂肪酸钠肥皂

静置――→

分离、提纯分层―→甘油下层：甘油和食盐混合液―

[跟随名师·解疑难]

实验室制肥皂的注意事项

(1)实验时，为了加速皂化反应的进程，一般都用乙醇作溶剂，它既能溶解碱，也能溶解油脂，能使反应在均一的液体(均相体系)中进行而加快速率。

(2)氯化钠的用量要适中，用量少时，盐析不充分；用量过多时，影响肥皂的固化。

(3)检验皂化反应是否完全时，也可用玻璃棒取出几滴试样放入试管，加入4～5 mL水，把试管浸在热水浴中或放在火焰上加热，并不断振荡。如果混合物完全溶解，液面上没有油

滴分出，表示皂化反应已经完全，如果液面上有油滴分出，说明皂化反应没有完全。

(4)滤出的固体物质中，可以添加松香、香料等，加入松香还可以增加肥皂的泡沫。

[剖析典例·探技法]

[例1]

热的饱和肥皂水中加入下列物质，不会析出固体或产生沉淀的是(

) A．氯化钙

C．食盐

B．稀硫酸

D．酒精

[名师解析]

肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，将氯化钙加入肥皂水中会产生沉淀：Ca2＋＋2RCOO→(RCOO)2Ca↓；稀硫酸加入肥皂水中会产生不溶于水的高级脂肪酸沉淀：－＋－RCOO＋H→RCOOH；食盐加入肥皂水中会发生盐析，使肥皂析出；酒精与肥皂水互溶。

[答案]

D [名师点睛]

肥皂中的有效成分硬脂酸钠与硬水中的Mg2、Ca2反应生成沉淀(即浮渣)，在酸性环＋＋境中硬脂酸钠会生成溶解度小的高级脂肪酸而大大减弱去污效果，故肥皂在软水中的去污效果好，在硬水和酸性环境中的去污效果不好。

[自读教材·夯基础]

1．合成原料

石油裂解产品、硫酸、氢氧化钠等。

2．结构特点

与传统去污剂(肥皂)结构相似，分子中同时具有亲水基和亲油基，这类化合物统称为合成洗涤剂。

3．组成及种类

市场上的合成洗涤剂多为烷基苯磺酸钠，通常有固态的(洗衣粉)和液态的(洗洁精)产品。

4．合成原理(以十二烷基苯磺酸钠的合成为例) (1)加成：

。

(2)磺化：

。

(3)中和：

。

5．合成洗涤剂的选择条件

(1)确定合适的碳链长度，以含碳原子个数12～18为最佳——以平衡亲水性和亲油性。

(2)选择不含支链的烃基——保证能被生物降解，含有支链烃基时，通常难以被生物降解。

(3)合理的配方——提高综合性能，满足不同用途和需要。

[跟随名师·解疑难]

合成洗涤剂与肥皂的优缺点

(1)合成洗涤剂的优点：

①肥皂不适合在硬水中使用，而合成洗涤剂的使用不受水质的限制。因为硬水中的钙、镁离子会跟肥皂生成高级脂肪酸钙或高级脂肪酸镁等沉淀，使肥皂丧失去污能力，而合成洗涤剂在硬水中生成钙、镁盐类能够溶于水，不会丧失去污能力。

②合成洗涤剂去污能力强，并且适合洗衣机使用。

③合成洗涤剂原料便宜。制造合成洗涤剂的主要原料是石油，而制造肥皂的主要原料是油脂，石油比油脂更价廉易得。

(2)合成洗涤剂的缺点：

合成洗涤剂对环境的影响较大，在制造过程中产生大量的废水和废气，它的使用，特别是含磷洗涤剂的使用，又增添了一系列的环境污染。

(3)肥皂的优点：

肥皂使用后排放出去时，很快就可由微生物分解。所以相对来说，肥皂在生产和使用上，对环境的影响是轻微的。

(4)肥皂的缺点：

肥皂洗涤的不利之处是水中的矿物质会与肥皂起反应，形成不能溶解的薄膜，这将使衣物变灰。

[剖析典例·探技法]

[例2]

下列有关合成洗涤剂的叙述，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

[名师解析]

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，且有支链时，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 [名师点睛]

(1)烷基苯磺酸钠的亲油基为，亲水基为—SO3。

－(2)含磷化合物是一种较好的助洗剂，但大量含磷污水的任意排放会造成赤潮、水华等环境污染问题。

1．分类

精细化学品按用途可分为医药、农药、染料、颜料、黏合剂、表面活性剂、催化剂、食品和饲料添加剂、塑料、合成纤维和橡胶用添加剂等。

2．生产特点

(1)精细化学品具有品种多、批量小、产值高等特点，表面活性剂素有“工业味精”之称。

(2)精细化工具有技术密集、附加值高等特点，主要体现在精细化学品研发阶段投资高、工艺流程长、原料多、反应复杂和条件要求严格等，技术保密性强、专利垄断性强等特点。

[跟随名师·解疑难]

(1)表面活性剂含有的—COO或—SO3，其具有极性而易溶于极性的水中，称为亲水基；含有的—R具有非极性，易溶于非极性的油中，而不易溶于极性的水中，称为亲油基或憎水基，这种现象称为“相似相溶”。

(2)表面活性剂的用途：

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)在泡沫灭火器中添加表面活性剂使水溶液容易形成泡沫，增加灭火剂与可燃物之间的浸润性，提高灭火性能。

[剖析典例·探技法]

[例3]

市场上有一种加酶洗衣粉，它是在洗衣粉中加入少量的碱与蛋白酶制成的。蛋白酶的催化活性很强，衣物的汗渍、血迹及人体排放的蛋白质、油渍遇到它，都能水解而除去。下列衣料中，不能用加酶洗衣粉洗涤的是(

) ①棉织品

②毛织品

③腈纶织品

④丝织品

－－

A．①

C．①③

B．②③

D．②④

[名师解析]

毛、丝的主要化学成分都是蛋白质，蛋白质在酶的催化作用下易水解，损坏衣物。

[答案]

D [名师点睛]

精细化学品往往具有特定的功能、狭窄的适用对象以及其他特殊要求。

生产原理：酯类的水解有效成分：高级脂肪酸钠或钾RCOONa肥皂洗涤特性：RCOO既有亲水基又有亲油基，洗涤时主要发生润湿、乳化和起泡三种主要作用生物降解性：可以被生物降解原料：石油裂解产品、硫酸、氢氧化钠等表面活性剂生产原理：磺化反应、中和反应等精细化学有效成分：十二烷基苯磺酸钠合成洗涤剂洗涤特性：与肥皂具有相似性，去污力更强生物降解性：难被生物降解危害：大量含磷洗涤污水的任意排放，会造成赤潮和水华等环境污染问题①精细化学品具有品种多、批量小、产值高精细化等特点学品②精细化工具有技术密集、附加值高等特点－原料：油脂、碱

肥皂与合成洗涤剂的比较

肥皂

(以硬脂酸钠为例) 动植物油脂(属于生物质原料，成本较高但可再生) 合成洗涤剂

(以烷基苯磺酸钠为例) 石油产品(属于化石原料，价格便宜，但不能再生) 原料

分子结构

憎水基

水溶液pH 在酸性水中

在硬水中

去污能力

是否适用于洗衣机

生物降解性

8～9，会造成某些人群皮肤过敏

洗涤效果降低

与Mg2、Ca2反应生成沉淀(即浮渣)，＋＋5～9，比较适中

洗涤效果不受影响

洗涤效果不受影响

不易形成泡沫，洗涤效果降低

肥皂<合成洗涤剂

不适用

可被微生物降解

适用

无支链的可被微生物降解；有支链的不易被微生物降解

1．下列有关肥皂的叙述中错误的是(

) A．肥皂与纯碱的去污原理相同

B．肥皂可以加速油污在水中的分散

C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的

D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团

解析：肥皂和纯碱的去污原理不同，肥皂去污是利用肥皂中亲油基团对油污的溶解性去污，纯碱是利用其水解使溶液呈碱性，使油污水解而去污的。

答案：A 2．可以判断油脂皂化反应基本完成的现象是(

) A．反应液使红色石蕊试纸变为蓝色

B．反应液使蓝色石蕊试纸变为红色

C．反应后，静置，反应液分为两层

D．反应后，静置，反应液不分层

解析：油脂皂化反应前后溶液均呈碱性，故不可用A判断，B为错误叙述。反应前油脂不溶于水而分层，完全反应后其产物溶于水，反应液不分层，故答案为D。

答案：D 3．[双选题]关于肥皂与合成洗涤剂的比较，下列说法正确的是(

) A．肥皂可以在硬水中使用，而合成洗涤剂不行

B．合成洗涤剂去污能力比肥皂强，适合洗衣机使用

C．制造合成洗涤剂的原料便宜

D．制造肥皂的原料便宜

解析：肥皂的有效成分为硬脂酸钠，而C17H35COO能与硬水中的Ca2、Mg2结合生－＋＋成沉淀，使C17H35COO失去除污能力，降低了洗涤效果；合成洗涤剂为十二烷基苯磺酸钠，其拥有更强的亲水基和亲油基，去污能力更强；合成洗涤剂的原料主要是石油化工的副产品，比较便宜，而肥皂的原料是油脂，成本比较高。

答案：BC 4．下列关于精细化学品的说法不正确的是(

) ．A．表面活性剂用量很少，却能提高产品的质量和性能，故素有“工业味精”之称

B．在泡沫灭火器中添加表面活性剂可以提高灭火效果

C．精细化学品具有品种少、批量小、产值高的特点

D．出售精细化学品，与其说是出售产品，不如说是出售技术

解析：精细化学品具有品种多、批量小、产值高的特点；精细化工具有技术密集、附加值高等特点。

答案：C 5．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

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

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－

(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______________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)我国目前生产的合成洗衣粉中的主要成分大部分还是下列几种物质，从目前已知情况分析，其中对环境有较严重影响的是________。

A．十二烷基苯磺酸钠(B．三聚磷酸钠(Na5P3O10) C．蛋白酶

D．硅酸钠(Na2SiO3) ) 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)应溶解于水中(亲水基)，链烃基(端)不应溶于水中(憎水基)，C符合要求。

(2)A中极性基交替排列，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，使体系能量最低。A、D为其可能的存在形式。

(3)选项中的各种物质都是中学化学课本中出现过的物质，各种物质的去污原理有差异。但Na5P3O10中含有磷元素，易使水体富营养化造成水质恶化，其他物质中不含营养元素，故不会对环境造成严重影响，所以选B。

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

极性基团交错排列，可减少分子之间的斥力；链烃基向内、极性基团向外的结构，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