1、专题6 生命活动的物质基础糖类、油脂、蛋白质项目任务利用皂化反应制造肥皂、洗涤剂的去污原理【项目情境】在酸、碱等催化剂的作用下，油脂可以发生水解反应。例如，油脂在碱性溶液(如氢氧化钠或氢氧化钾溶液)中水解，生成甘油和高级脂肪酸盐。高级脂肪酸盐常用于生产肥皂，所以油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应，高级脂肪酸钠是肥皂的有效成分。肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠盐。它在水溶液中能电离出Na和RCOO，在RCOO原子团中，极性的COO部分易溶于水，叫作亲水基，而非极性的烃基R部分易溶于油，叫作憎水基，具有亲油性。当肥皂与油污相接触时，亲水基的一端溶于水中，而憎水基的一端则溶于油污中。 由于肥皂既有
2、亲水性又有亲油性，这就把原来互不相溶的水和油结合起来，使附着在织物表面的油污易被润湿，进而与织物逐步松开。 同时，由于搓洗作用，油污就更易脱离织物而分散成细小的油滴进入肥皂液中，形成乳浊液，这时，肥皂中的憎水烃基就插入到搓洗下来的油滴颗粒里，而亲水的COO部分则伸向水中，由于油滴颗粒被一层亲水基团包围而不能彼此结合，因此，经水漂洗后就可达到去污的目的。素养解读通过项目任务的探究学习，掌握肥皂的制作(油脂的皂化反应)，了解肥皂和合成洗涤剂的去污原理，初步养成尊重事实和证据，敢于质疑和勇于创新的精神，培养绿色化学思想。【探究过程】【探究任务一】肥皂的制备兴趣小组探究用预处理后的废弃油脂进行皂化反应
3、，制备高级脂肪酸钠并回收甘油，简单流程如图所示。讨论以下问题。1以硬脂酸甘油酯为例写出中皂化反应的方程式。提示 。2皂化反应完成的标志是什么？提示油脂难溶于水，皂化反应的产物高级脂肪酸钠、甘油都易溶于水，皂化反应完成的标志是液体不分层。3盐析属于物理变化还是化学变化？提示盐析的原理是加入氯化钠固体降低高级脂肪酸钠的溶解度，所以属于物理变化。4操作能否用装置M完成(夹持装置略)?提示 向混合溶液中加入食盐粒，搅拌、静置，高级脂肪酸钠就会从混合物中以固体形式析出，浮在液面，固液分离不能用分液的方法。5用什么方法可以从含甘油的混合液中分离出甘油？提示甘油是易溶于水的液体，用蒸馏法从含甘油的混合液中分
4、离出甘油。【探究任务二】肥皂的去污原理根据肥皂的去污原理，人们研制出了各种各样的既具有亲水基又具有憎水基的合成洗涤剂。生活中，新型合成洗涤剂已成为人们青睐的对象。这样不仅节约了大量的动植物油脂，而且研制出的合成洗涤剂具有更强的去污能力。然而 ，合成洗涤剂的大量使用也引起一些环境问题，很多洗涤剂产品含有对微生物生长有利的磷酸盐，使得排放的生活污水中含磷过多，造成了湖泊和海湾水的富营养化，促使水生藻类大量繁殖，产生赤潮和水华现象，消耗水中的溶解氧，造成缺氧、水质变色、使鱼类和水生生物死亡等水环境污染现象。现在正推广使用无磷洗涤剂，以改善我们的生活环境。讨论以下问题。1.古代，有一位厨师不小心把刚熬
5、好的羊油碰翻在灶坑旁，与草木灰混在一起，当他将羊油与草木灰的混合物用手捧出去后，洗手时发现手洗得特别干净。其中的原理是什么？提示草木灰的主要成分是K2CO3，其水溶液呈碱性。羊油属于油脂，在K2CO3的碱性条件下可发生水解反应生成高级脂肪酸钾和甘油，高级脂肪酸钾具有去油污能力。2.合成洗涤剂是根据肥皂去污原理合成的，主要成分是直链烷基苯磺酸钠和烷基磺酸钠为主的阴离子表面活性剂，其结构可表示为请标出亲水基和憎水基？提示。3.我国的合成洗涤剂还没有全无磷化，有些未禁磷地区，合成洗涤剂废水中磷含量较高，这样会对环境造成什么危害？提示会引起水体富营养化。水体中磷营养基含量的增加能导致自养性生物生成密度
6、的增加，由于富营养化，地面水体的生态系统及水的用途受到严重的影响。素养评价1.宏观辨识与微观探析水平3：能运用化学符号描述常见简单物质及其变化。2科学探究与创新意识水平3：发现和提出需要进一步研究的问题。观察物质及其变化的现象，客观地进行记录，对实验现象做出解释。3科学探究与创新意识水平4：能对简单化学问题的解决提出可能的假设，依据假设设计实验方案，组装实验仪器，与同学合作完成实验操作。4.变化观念与平衡思想水平4：能对具体物质的性质和化学变化做出解释或预测，能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的化学变化。5.科学态度与社会责任水平3：具有“绿色化学”观念，能运用所学知识分析和探讨某些化学过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估。