Czy myd∏o jest potrzebne?

Metodyka i praktyka szkolna
SCENARIUSZ ZAJ¢å Z CHEMII – PRACA KONKURSOWA
Czy myd∏o jest potrzebne?
Praca uzyska∏a I nagrod´ w konkursie „Eksperymentalna lekcja
chemii z zastosowaniem substancji u˝ywanych w ˝yciu codziennym”.
Scenariusz mo˝e byç stosowany zarówno w gimnazjum,
jak i w szko∏ach ponadgimnazjalnych.
MARZENA KUÂ
umie zdefiniowaç poj´cia: woda twar-
czasie lekcji wykorzystuje si´
wiadomoÊci wczeÊniej poznane
z zakresu budowy i w∏aÊciwoÊci
kwasów karboksylowych. Uczniowie rozwiàzujà problemy metodami badawczymi,
czyli z wykorzystaniem doÊwiadczeƒ chemicznych. Eksperymenty zosta∏y tak dobrane, ˝e nauczyciel mo˝e nawet zadaç je
jako prac´ domowà (stàd zapis: szk∏o laboratoryjne, szk∏o i odczynniki „domowe”).
Cele dydaktyczno-wychowawcze:
Cel ogólny
kszta∏towanie umiej´tnoÊci zapisywania
W
Zapoznanie z w∏aÊciwoÊciami myd∏a
oraz mechanizmem mycia i prania.
Cele szczegó∏owe
Uczeƒ:
zna budow´ i w∏aÊciwoÊci myd∏a;
umie doÊwiadczalnie wykazaç w∏aÊciwoÊci myd∏a zwiàzane z usuwaniem brudu;
umie okreÊliç rol´ myd∏a w usuwaniu
brudu;
zna i rozumie poj´cie napi´cia powierzchniowego;
umie zbadaç napi´cie powierzchniowe
ró˝nych cieczy;
umie wykazaç zale˝noÊç mi´dzy napi´ciem powierzchniowym a problemem
z usuwaniem brudu;
5/2005
da i mi´kka;
zna sposoby zmi´kczania wody i potrafi je wykorzystaç;
umie zapisaç równanie reakcji otrzymywania myde∏ nierozpuszczalnych
w wodzie;
rozumie poj´cie emulgowania t∏uszczy.
obserwacji, formu∏owania wniosków
z przeprowadzonych doÊwiadczeƒ;
wyrabianie postawy badawczej;
rozwijanie umiej´tnoÊci pracy w grupie.
Metody pracy:
problemowo-praktyczna (z wykorzy-
staniem doÊwiadczeƒ uczniowskich).
Formy pracy:
praca w grupach.
Ârodki dydaktyczne:
szk∏o laboratoryjne,
szk∏o i odczynniki „domowe”,
karty pracy,
foliogram,
tablice fizyczne.
285
29
Metodyka i praktyka szkolna
Przebieg lekcji
I. CZ¢Âå WPROWADZAJÑCA
1. Sprawdzenie zadania domowego.
2. Powtórzenie i utrwalenie poznanych wiadomoÊci o wy˝szych kwasach karboksylowych,
przypomnienie poznanych wiadomoÊci o myd∏ach (wzory myde∏, reakcje otrzymywania
myde∏ z kwasu karboksylowego i z t∏uszczu).
3. Ustalenie sposobu pracy na lekcji:
– nauczyciel przedstawia problem — uczniowie starajà si´ go rozwiàzaç przez wykonanie doÊwiadczenia zgodnie z instrukcjà,
– uczniowie pracujà w grupach 3-4 osobowych — w trakcie wykonywania doÊwiadczeƒ wype∏niajà karty pracy (do ka˝dego doÊwiadczenia)
– po zakoƒczeniu ka˝dego z doÊwiadczeƒ jedna z grup przedstawia obserwacje
i wnioski,
– uzupe∏nienia dokonane przez pozosta∏e grupy premiowane sà dodatkowymi
punktami.
II. CZ¢Âå W¸AÂCIWA
TEMAT: Czy myd∏o jest potrzebne?
PROBLEM 1.
N: Czy czystà wodà zmyjemy brud? Czy do usuni´cia brudu musimy u˝yç myd∏a?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 1. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 1. Zmywanie zat∏uszczonych powierzchni
Sprz´t i odczynniki: p∏ytka szklana, olej, woda destylowana, wodny roztwór
myd∏a.
CzynnoÊci
Obserwacje
P∏ytk´ szklanà natrzeç lekko olejem:
a) p∏ytk´ polewamy wodà.
a) woda zbiera si´ na powierzchni w kropelkach,
sp∏ywa, a p∏ytka jest niemal sucha.
b) p∏ytk´ polewamy wodnym roztworem myd∏a.
b) woda z myd∏em nie sp∏ywa ca∏kowicie, p∏ytka
wydaje si´ mokra.
Wnioski:
– woda nie zwil˝a zat∏uszczonych powierzchni,
– woda z dodatkiem myd∏a zwil˝a zat∏uszczone powierzchnie.
N: Czy czystà wodà zmyjemy brud?
U: Nie, bo brud sk∏ada si´ mi´dzy innymi z substancji t∏uszczowych, a czysta woda nawet nie zwil˝a t∏uszczów. Do usuni´cia brudu musimy u˝yç myd∏a.
30
286
Chemia w Szkole
Metodyka i praktyka szkolna
PROBLEM 2.
N: Dlaczego woda z dodatkiem myd∏a zwil˝a zat∏uszczone powierzchnie?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 2. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 2. Badanie napi´cia powierzchniowego cieczy
Sprz´t i odczynniki: talerz lub inne p∏askie naczynie, ig∏a do szycia, alkohol, woda destylowana, wodny roztwór myd∏a, tablice fizyczne.
CzynnoÊci
Obserwacje
Do talerza nalewamy odpowiednià ciecz:
a) na powierzchni´ wody k∏adziemy ig∏´.
a) ig∏a p∏ywa po powierzchni, patrzàc z boku mo˝na zauwa˝yç, ˝e spoczywa jakby w zag∏´bieniu.
b) na powierzchni´ alkoholu k∏adziemy ig∏´.
b) ig∏a nie chce p∏ywaç po powierzchni alkoholu.
c) na powierzchni´ wody k∏adziemy ig∏´ i bardzo
powoli wkraplamy alkohol.
c) na wodzie ig∏a p∏ywa, po dodaniu alkoholu –
tonie.
d) na powierzchni´ roztworu myd∏a k∏adziemy
ig∏´.
d) ig∏a nie chce p∏ywaç po powierzchni roztworu
myd∏a.
e) na powierzchni´ wody k∏adziemy ig∏´ i bardzo
powoli wkraplamy roztwór myd∏a.
e) na wodzie ig∏a p∏ywa, po dodaniu roztworu myd∏a – tonie.
N: Co to jest napi´cie powierzchniowe wody?
Napi´cie powierzchniowe to praca potrzebna do powi´kszenia powierzchni cieczy. Jego istnienie przejawia si´ w naturalnej sk∏onnoÊci powierzchni cieczy do kurczenia si´,
wynikajàcej z si∏ wciàgajàcych czàsteczki na powierzchni do wn´trza cieczy.
U: w tablicach fizycznych sprawdzajà napi´cie powierzchniowe dla wody i alkoholu:
woda = 7, 28 · 10−2 J · m−2
alkohol = 2, 23 · 10−2 J · m−2
Wnioski:
– Woda ma du˝e napi´cie powierzchniowe, dlatego ig∏a p∏ywa.
– Alkohol ma du˝o ni˝sze napi´cie powierzchniowe, dlatego ig∏a tonie. Podobnie
jest z roztworem myd∏a.
– Alkohol i myd∏o powodujà obni˝enie napi´cia powierzchniowego wody.
N: Co nam daje obni˝enie napi´cia powierzchniowego?
U: Obni˝enie napi´cia powierzchniowego pozwala na zwil˝enie zat∏uszczonych powierzchni.
PROBLEM 3.
N: Czy t∏uszcze rozpuszczajà si´ w wodzie z dodatkiem myd∏a?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 3. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 3. Badanie oddzia∏ywania oleju z wodnym roztworem myd∏a
Sprz´t i odczynniki: dwie probówki, olej, woda destylowana, wodny roztwór myd∏a.
5/2005
287
31
Metodyka i praktyka szkolna
CzynnoÊci
Obserwacje
Do dwu probówek wlewamy wod´:
a) do pierwszej dodajemy olej, wylot zatykamy
palcem i wstrzàsamy probówk´ jak najsilniej.
a) powstaje m´tna, mleczna zawiesina, po chwili
rozdziela si´ na wod´ i olej.
b) do drugiej dodajemy olej i kilka kropli roztworu b) powstaje jednolita zawiesina, która nawet po
myd∏a, wylot zatykamy palcem i energicznie
d∏u˝szym czasie nie ulega rozdzieleniu.
wstrzàsamy.
Wnioski:
– obecnoÊç myd∏a pozwala na wytworzenie trwa∏ej zawiesiny z t∏uszczami.
N: Wytwarzanie trwa∏ej zawiesiny z t∏uszczami nazywa si´ emulgowaniem t∏uszczy. Co
w takim razie dzieje si´ z rozpuszczalnoÊcià t∏uszczy w roztworze myd∏a?
U: Myd∏o nie nadaje t∏uszczom rozpuszczalnoÊci w wodzie, pozwala tylko na zwil˝enie
i emulgowanie t∏uszczy, które w tym stanie sà ∏atwe do wyp∏ukania i usuni´cia.
N: Jak zbudowane sà myd∏a?
Nauczyciel przedstawia na foliogramie budow´ czàsteczki myd∏a, wyró˝niajàc dwie
cz´Êci — hydrofilowà i hydrofobowà.
PROBLEM 4.
N: Bardzo wa˝ne jest powstawanie piany podczas np. prania zabrudzonych tkanin, poniewa˝ zapobiega ona ponownemu osadzaniu si´ brudu na wypranym materiale. Piana
unosi czàstki i kropelki brudu z cieczy, wskutek czego nie ma mo˝liwoÊci ponownego
wytràcania si´ na w∏óknach czystej tkaniny. Dlaczego czasem myd∏o si´ nie pieni?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 4. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 4. Badanie oddzia∏ywania wodnego roztworu myd∏a
z ró˝nymi roztworami
Sprz´t i odczynniki: trzy buteleczki lub kolby z korkami, woda destylowana, woda wodociàgowa, musujàce calcium, wodny roztwór myd∏a.
CzynnoÊci
a) Pierwszà buteleczk´ nape∏niamy wodà destylowanà, dodajemy roztwór myd∏a i energicznie
wstrzàsamy.
Obserwacje
a) Pojawia si´ obfita piana, roztwór na poczàtku
jest m´tny, ale po chwili staje si´ klarowny.
b) Drugà buteleczk´ nape∏niamy wodà wodociàgo- b) Pojawia si´ piana, ale nie tak obfita jak
wà, dodajemy roztwór myd∏a i energicznie
w pierwszej buteleczce, roztwór jest m´tny,
wstrzàsamy.
pojawia si´ te˝ osad, który p∏ywa po powierzchni roztworu.
c) Trzecià buteleczk´ nape∏niamy wodà destylowa- c) Nie ma piany, pojawia si´ za to bardzo du˝o
nà, dodajemy musujàce calcium, a potem – rozosadu, który na powierzchni tworzy coÊ w rotwór myd∏a i energicznie wstrzàsamy.
dzaju „ko˝ucha”.
32
288
Chemia w Szkole
Metodyka i praktyka szkolna
Wnioski:
– w pierwszej buteleczce znajduje si´ woda mi´kka,
– w pozosta∏ych – twarda. TwardoÊç spowodowana jest obecnoÊcià jonów wapnia.
– W twardej wodzie pojawia si´ osad – nierozpuszczalne myd∏o wapniowe:
Ca2+ + 2C17 H35 COO− → Ca(C17 H35 COO)2 ↓
N: W jaki sposób mo˝na uniknàç powstawania nierozpuszczalnego myd∏a, które podczas prania b´dzie przeszkadzaç (mo˝e osadzaç si´ na pranej tkaninie)?
U: Sà dwa sposoby: zmi´kczyç wod´ lub nie u˝ywaç do prania myd∏a, tylko innych detergentów.
PROBLEM 5.
N: W jaki sposób mo˝na zmi´kczyç wod´?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 5. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 5. Usuwanie twardoÊci wody
Sprz´t i odczynniki: dwie buteleczki, przegotowana woda wodociàgowa,
woda destylowana, musujàce calcium, soda oczyszczona, wodny roztwór
myd∏a.
CzynnoÊci
Obserwacje
a) Do pierwszej buteleczki wlewamy wod´ przegotowanà, nast´pnie dodajemy roztwór myd∏a
i energicznie wstrzàsamy.
a) Pojawia si´ obfita piana, nie ma osadu, roztwór
jest troch´ m´tny.
b) Do drugiej buteleczki wlewamy wod´ destylob) Pojawia si´ obfita piana, a na dnie – osad,
wanà, dodajemy musujàce calcium, wsypujemy
którego ∏atwo si´ pozbyç, roztwór jest
∏y˝eczk´ sody, ca∏oÊç mieszamy, a nast´pnie doklarowny.
dajemy roztwór myd∏a i energicznie wstrzàsamy.
Wnioski:
– w przegotowanej wodzie zmniejszy∏a si´ iloÊç jonów wapnia,
– w drugiej butelce – jony wapnia wytràci∏y si´ tworzàc nierozpuszczalny osad (na
dnie, czyli nie b´dzie tak przeszkadzaç podczas prania):
Ca2+ + CO2−
3 → CaCO3 ↓
PROBLEM 6.
N: Czego u˝ywaç do prania zamiast myd∏a?
U: Wykonujà doÊwiadczenie 6. Wype∏niajà kart´ pracy.
DoÊwiadczenie 6. Badanie oddzia∏ywania detergentów z twardà wodà
Sprz´t i odczynniki: trzy buteleczki lub kolby z korkami, woda destylowana, woda wodociàgowa, musujàce calcium, p∏yn do prania (np. Kokosal,
Perwoll).
5/2005
289
33
Metodyka i praktyka szkolna
CzynnoÊci
a) Pierwszà buteleczk´ nape∏niamy wodà destylowanà, dodajemy p∏yn do prania i energicznie
wstrzàsamy.
Obserwacje
a) Pojawia si´ obfita piana, nie ma osadu, roztwór
jest klarowny.
b) Drugà buteleczk´ nape∏niamy wodà wodociàgo- b) Pojawia si´ obfita piana, nie ma osadu, roztwór
wà, dodajemy p∏yn do prania i energicznie
jest klarowny.
wstrzàsamy.
c) Trzecià buteleczk´ nape∏niamy wodà destylowa- c) Pojawia si´ obfita piana, nie ma osadu, roztwór
jest klarowny.
nà, dodajemy musujàce calcium, a potem – p∏yn
do prania i energicznie wstrzàsamy.
Wnioski:
– p∏ynu do prania mo˝na u˝ywaç zarówno w wodzie mi´kkiej, jak i w bardzo twardej.
III. CZ¢Âå PODSUMOWUJÑCA:
1. Ocena pracy poszczególnych grup.
2. Praca domowa:
– znajdê inne sposoby badania napi´cia powierzchniowego cieczy, zmi´kczania wody;
– na podstawie poznanych wiadomoÊci opisz, na czym polega mechanizm mycia
i prania.
3. Podsumowanie lekcji.
KARTA PRACY UCZNIA
DoÊwiadczenie nr .............
Nr grupy ................
Obserwacje:
..........................................................
..........................................................
..........................................................
..........................................................
..........................................................
Wnioski:
..........................................................
..........................................................
..........................................................
..........................................................
Karty pracy ucznia oraz instrukcj´ wykonania doÊwiadczeƒ mo˝na przygotowaç w tylu egzemplarzach, ile przewiduje si´ doÊwiadczeƒ. Mgr MARZENA KUÂ
L ITERATURA
[1] S´kowski S.: Efektowna chemia, WNT, Warszawa, 1973
34
290
uczy chemii w Zespole Szkó∏
w Bielsku Bia∏ej.
Chemia w Szkole