2018高中化學(xué) 第四單元 化學(xué)與技術(shù)的發(fā)展 4.2 表面活性劑 精細(xì)化學(xué)品課件 新人教版選修2.ppt

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課題2表面活性劑精細(xì)化學(xué)品 1 能記住肥皂 合成洗滌劑的組成 結(jié)構(gòu) 性質(zhì)及去污原理 2 能記住肥皂的實驗室制備方法 肥皂和合成洗滌劑的工業(yè)生產(chǎn)原理 3 通過典型實例明確精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)特點 體會化學(xué)與技術(shù)發(fā)展在滿足生產(chǎn)和生活需要中的不可替代作用 一 二 三 一 肥皂可以用來去油污1 肥皂的去污原理肥皂的化學(xué)成分為高級脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽 能在水中電離成RCOO 和Na 或K RCOO 中具有極性的COO 部分稱為親水基 非極性的 R部分稱為親油基或憎水基 在洗滌衣物時 肥皂 油污與水之間發(fā)生潤濕 乳化和起泡三種主要作用而達(dá)到去污的目的 一 二 三 2 肥皂的生產(chǎn)原理 1 主要原料是油脂和燒堿 2 制造原理是酯類的水解 工業(yè)上通常將油脂與堿共熱水解成肥皂和甘油 加入食鹽使肥皂析出 再經(jīng)過一系列工序制成肥皂 酯類在堿性條件下的水解反應(yīng)通稱為皂化反應(yīng) 如硬脂酸甘油酯的皂化反應(yīng)方程式為 其中 硬脂酸鈉是肥皂的有效成分 3 肥皂的質(zhì)量與所選用的油脂和堿有很大關(guān)系 用KOH代替NaOH可得到液體肥皂 一 二 三 肥皂通常在軟水中的去污效果好 但在硬水中和在酸性環(huán)境中的洗滌效果不好 為什么 提示肥皂中的有效成分硬脂酸鈉與Mg2 Ca2 反應(yīng)生成沉淀 即浮渣 在酸性環(huán)境中硬脂酸鈉會生成溶解度小的高級脂肪酸而大大減弱去污效果 一 二 三 二 合成洗滌劑的制造和性能優(yōu)化1 合成洗滌劑的制造 1 原料 合成洗滌劑是以石油裂解產(chǎn)品 硫酸 氫氧化鈉等為原料合成的 2 合成洗滌劑的分子中都同時具有親水基和親油基 市場上的合成洗滌劑多為烷基苯磺酸鈉 3 制造 如十二烷基苯磺酸鈉的合成 寫出化學(xué)方程式 取代 一 二 三 一 二 三 2 合成洗滌劑的性能優(yōu)化 1 確定合適的碳鏈長度 所含碳原子個數(shù)以12 18為最佳 2 選擇不含支鏈的烴基 因為合成洗滌劑含有支鏈烴基時 通常難以被生物降解 3 合理配方 為提高合成洗滌劑的綜合性能 生產(chǎn)中要配入多種助洗劑和輔助劑 如純堿 硅酸鈉 硫酸鈉和含磷化合物等 含磷化合物是一種較好的助洗劑 但大量含磷污水的任意排放會造成赤潮和水華等環(huán)境污染問題 一 二 三 三 精細(xì)化學(xué)品及其生產(chǎn)特點1 精細(xì)化學(xué)品具有品種多 批量小 產(chǎn)值高等特點 表面活性劑素有 工業(yè)味精 之稱 2 精細(xì)化工具有技術(shù)密集 附加值高等特點 主要體現(xiàn)在精細(xì)化學(xué)品研發(fā)階段投資高 生產(chǎn)工藝流程長 原料多 反應(yīng)復(fù)雜和條件要求嚴(yán)格等方面 還具有技術(shù)保密性強(qiáng) 專利壟斷性強(qiáng)等特點 表面活性劑為什么被稱為 工業(yè)味精 提示表面活性劑用量很少 但能顯著降低水與空氣或其他物質(zhì)的界面張力 大大提高工業(yè)生產(chǎn)效率 提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能 一 二 三 在泡沫滅火器中添加表面活性劑可以提高滅火效果 這是為什么 提示添加表面活性劑是為了使水溶液容易形成泡沫 增加滅火劑與可燃物之間的浸潤性 提高滅火性能 一 二 一 表面活性劑1 結(jié)構(gòu)表面活性劑分子是具有親水基和親油基的兩親分子 具有極性的 COO 部分易溶于水而不溶于油 稱為親水基 非極性的 R部分不易溶于水而易溶于油 稱為親油基或憎水基 2 用途主要有三個領(lǐng)域 1 家用洗滌 如肥皂 洗衣粉和洗潔精等 2 個人護(hù)理 如洗發(fā)香波 化妝品的乳化劑等 3 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 如配制農(nóng)藥時常加入一些表面活性劑使之成為乳濁液 提高病蟲害的防治效果 一 二 二 肥皂與合成洗滌劑1 肥皂的去污原理 1 污垢一般是由油脂和灰塵組成 不易被水潤濕 2 去污過程 潤濕 使附著的油污易于分散到水中 乳化 使油污在水中形成小油滴 脫離附著物而懸浮在水中 起泡 使油污和其他固體污垢更容易被吸附而脫離附著物 2 生產(chǎn)肥皂的工藝流程 一 二 3 肥皂與合成洗滌劑的比較 一 二 一 二 特別提醒肥皂在生產(chǎn)和使用上對環(huán)境的影響很小 而洗滌劑對環(huán)境的影響較大 合成洗滌劑的制造過程中產(chǎn)生大量的廢水和廢氣 合成洗滌劑的使用 特別是含磷洗滌劑的使用 又增添了一系列的環(huán)境污染 知識點1 知識點2 肥皂的去污原理和生產(chǎn)原理 例題1 下列關(guān)于油脂的敘述錯誤的是 A 油脂在酸性條件下的水解可得到氨基酸和甘油B 利用油脂在堿性條件下的水解 可以生產(chǎn)甘油和肥皂C 用熱的純堿溶液去油污效果更好D 硬水使肥皂去污能力減弱是因為生成了沉淀解析 油脂在酸性條件下水解生成高級脂肪酸和甘油 在堿性條件下水解生成高級脂肪酸鹽和甘油 A錯誤 B正確 熱的純堿溶液堿性更強(qiáng) 使油污水解完全 去污效果更好 C正確 肥皂與硬水中的Ca2 Mg2 反應(yīng)生成沉淀 D正確 答案 A點撥肥皂的制造原理是酯類在堿性條件下的水解 肥皂在軟水中的去污效果好 在硬水和酸性環(huán)境中去污效果差 知識點1 知識點2 洗滌劑的去污原理 1 十二烷基苯磺酸鈉分子在水溶液表面分布的結(jié)構(gòu)示意圖 應(yīng)是下列各圖中的 填寫序號 圖 理由是 知識點1 知識點2 2 進(jìn)入水內(nèi)部的十二烷基苯磺酸鈉分子 可能會以下列結(jié)構(gòu)形式中的 填寫序號 結(jié)構(gòu)形式存在 理由是 知識點1 知識點2 答案 1 C鏈烴基在液面上 極性基團(tuán)在液面之下與水相親 可使體系能量降低 2 AD極性基與鏈烴基交替排列 可減少分子之間的斥力 鏈烴基向內(nèi) 極性基向外的結(jié)構(gòu) 在一定程度上使親油基團(tuán) 鏈烴基脫離與水的接觸 使體系能量降低點撥本題根據(jù)洗滌劑的去污原理 鏈烴基屬于憎水基 SO3Na屬于親水基 是 相似相溶 原理應(yīng)用的實例 洗滌過程中 污垢中的油脂與肥皂或洗滌劑接觸后 烴基部分插入油滴使油污被包圍起來 再經(jīng)過摩擦 振動 大的油污便分散成小的油珠 脫離被洗物分散到水中形成乳濁液 12345 1制肥皂時 皂化反應(yīng)后加鹽的作用是 A 加大溶液密度B 催化作用C 與甘油反應(yīng)D 鹽析使肥皂析出解析 皂化反應(yīng)后的混合液是不分層的 需要加入食鹽將肥皂的有效成分析出 即鹽析 答案 D 12345 2關(guān)于精細(xì)化學(xué)品特點的敘述正確的是 A 精細(xì)化學(xué)品品種多 產(chǎn)量也大B 精細(xì)化學(xué)品批量小 產(chǎn)值低C 精細(xì)化學(xué)品開發(fā)周期快 經(jīng)濟(jì)效益見效快D 精細(xì)化學(xué)品表面活性劑能顯著降低水與空氣的界面張力解析 精細(xì)化學(xué)品具有品種多 產(chǎn)量小 產(chǎn)值高 技術(shù)密集 附加值高等特點 表面活性劑能顯著降低水與空氣的界面張力 答案 D 12345 3下列關(guān)于合成洗滌劑的說法錯誤的是 A 合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基B 合成洗滌劑不適合在硬水中使用C 合成洗滌劑能造成水體污染 使水質(zhì)變壞D 合成洗滌劑去污能力強(qiáng)解析 合成洗滌劑分子中含有親水基和憎水基 去污能力比肥皂強(qiáng) 但其含有的含磷化合物會造成水體污染 使水體富營養(yǎng)化 硬水對合成洗滌劑的使用沒有影響 硬水中使用肥皂時會因生成沉淀而降低洗滌效果 答案 B 12345 4關(guān)于肥皂與合成洗滌劑的比較 下列說法中正確的是 肥皂可以在硬水中使用 而合成洗滌劑不行 合成洗滌劑去污能力比肥皂強(qiáng) 適合洗衣機(jī)使用 制造合成洗滌劑的原料便宜 制造肥皂的原料便宜A B C D 解析 肥皂的有效成分為硬脂酸鈉 而C17H35COO 能與硬水中的Ca2 Mg2 結(jié)合形成沉淀 而使C17H35COO 失去除污能力 降低了洗滌效果 合成洗滌劑為十二烷基苯磺酸鈉 其中所含的表面活性劑擁有更強(qiáng)的親水基團(tuán)和親油基團(tuán) 去污能力更強(qiáng) 合成洗滌劑的原料主要是石油裂解產(chǎn)品 比較便宜 而肥皂的原料為油脂 成本相對高一些 答案 B 12345 5將洗衣粉和肥皂分別制成溶液進(jìn)行有關(guān)實驗 試回答下列問題 1 分別用紫色石蕊試紙檢驗 試紙呈色和色 其原因是 2 不能在酸性水中使用的是 其原因是 3 不能在硬水中使用的是 其原因是 4 洗衣粉的主要成分是 肥皂的主要成分是 兩者都屬于有機(jī)鹽類化合物 解析 洗衣粉的主要成分是強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽 其溶液呈中性 肥皂的主要成分是強(qiáng)堿弱酸鹽 水解呈堿性 肥皂的有效成分與硬水中的Ca2 Mg2 等反應(yīng)產(chǎn)生沉淀 與H 反應(yīng)生成溶解度小的高級脂肪酸 從而影響去污效果 12345 答案 1 紫藍(lán)前者是強(qiáng)堿強(qiáng)酸鹽 溶液呈中性 后者是強(qiáng)堿弱酸鹽 水解呈堿性 2 肥皂肥皂與酸作用生成溶解度小的高級脂肪酸 從而影響去污效果 3 肥皂肥皂與硬水中的Ca2 Mg2 反應(yīng)生成沉淀 從而影響去污效果 4 烷基苯磺酸鈉高級脂肪酸鈉