蘇教化學(xué)選修化學(xué)與技術(shù)專(zhuān)題3第二單元合成洗滌劑的生產(chǎn)

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第二單元合成洗滌劑的生產(chǎn) 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 第二單元合成洗滌劑的生產(chǎn) 學(xué)習(xí)目標(biāo)了解合成洗滌劑去污原理及合成路線 課前自主學(xué)案 表面活性劑洗滌劑的主要成分之一是 它是洗滌劑能夠發(fā)揮去污作用的主要物質(zhì) 其分子結(jié)構(gòu)由兩部分組成 一部分是具有親水性質(zhì)的基團(tuán) 叫 另一部分是具有疏水性質(zhì)的基團(tuán) 叫 按表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中所帶電性的特征可將表面活性劑分為陰離子型表面活性劑 非離子型表面活性劑 陽(yáng)離子型表面活性劑及兩性表面活性劑四大類(lèi) 表面活性劑 親水基團(tuán) 疏水基團(tuán) 最早發(fā)明和使用最廣的是烷基苯磺酸鈉 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 其中為 SO3Na為 主要合成路線如下 疏水基 親水基 發(fā)生上述變化的有關(guān)反應(yīng)方程式為 思考感悟 1 合成洗滌劑對(duì)環(huán)境有什么影響 2 用洗滌劑洗滌油漬和用純堿刷鍋利用的原理相同嗎 提示 1 有的合成洗滌劑十分穩(wěn)定 難以被細(xì)菌分解 污水積累 使水質(zhì)變壞 有的合成洗滌劑含有磷元素 造成水體富營(yíng)養(yǎng)化 促使水生藻類(lèi)大量繁殖 水中的溶解氧含量降低 也使水質(zhì)變壞 2 不同 洗滌劑洗滌過(guò)程中利用的是物理變化 而純堿刷鍋則利用純堿的堿性使油脂水解 是化學(xué)變化 課堂互動(dòng)講練 十二烷基苯磺酸鈉 常用洗滌劑的主要成分 其結(jié)構(gòu)可用表示 左端為鏈烴基 右端為極性基 根據(jù)這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 試分析和回答下列問(wèn)題 1 該物質(zhì)分子在其水溶液表面分布的結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)是圖中的 圖 填寫(xiě)序號(hào) 理由是 2 進(jìn)入介質(zhì) 水 內(nèi)部的該物質(zhì)的分子 可能會(huì)以圖中的 結(jié)構(gòu)形式存在 填寫(xiě)序號(hào) 理由是 解析 1 極性基為親水基 易溶于水 鏈烴基為疏水基 難溶于水 2 極性基交錯(cuò)排列 可減小分子之間的斥力 在接觸油污時(shí) 烴基向內(nèi) 極性基向外 使疏水基脫離水 體系能量低 答案 1 C極性基為親水基 易溶于水 鏈烴基為疏水基 難溶于水 2 AD極性基交錯(cuò)排列 可減小分子之間的斥力 在接觸油污時(shí) 烴基向內(nèi) 極性基向外 使疏水基脫離水 體系能量低 規(guī)律方法 本題據(jù)洗滌劑的去污原理 鏈烴基屬于疏水基 SO3Na屬于親水基 是 相似相溶 原理應(yīng)用的實(shí)例 現(xiàn)象是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的反映 分子的排列要以體系能量處于最低為原則 考查學(xué)生對(duì)洗滌劑去污原理的理解能力 用水作為主要清潔劑去污時(shí) 一般要加入適量的肥皂或者洗滌劑 它是利用了相似相溶原理 洗滌過(guò)程中 污垢中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(lái) 再經(jīng)過(guò)摩擦 振動(dòng) 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 變式訓(xùn)練1 2010年梅州調(diào)研 洗衣粉的主要成分是烷基苯磺酸鈉 對(duì)其說(shuō)法不正確的是 A 分子結(jié)構(gòu)中含有親水基團(tuán) 親油基團(tuán)B 洗滌效果比肥皂強(qiáng)C 加酶洗衣粉適合任何溫度下的水使用D 大量使用洗滌劑會(huì)導(dǎo)致水體污染解析 選C 由于酶的催化作用需要適宜的溫度 故使用加酶洗衣粉時(shí)需用溫水 有機(jī)化合物分子中的氫被磺酸基 SO3H 取代的反應(yīng)稱(chēng)為磺化反應(yīng) 苯及其衍生物幾乎都可以進(jìn)行磺化反應(yīng) 生成苯磺酸或取代苯磺酸 苯磺酸在加熱條件下與稀硫酸或鹽酸反應(yīng) 可失去磺酸基生成苯 這是苯的磺化反應(yīng)的逆反應(yīng) 磺化反應(yīng)的可逆性在有機(jī)合成中十分有用 在合成時(shí)可通過(guò)磺化反應(yīng)保護(hù)苯環(huán)上的某一位置 待進(jìn)一步發(fā)生某一反應(yīng)后 再通過(guò)稀硫酸或鹽酸將磺酸基除去 即可得到所需的化合物 苯磺酸是有機(jī)強(qiáng)酸 在水中溶解度很大 在有機(jī)分子中引入磺酸基后可增加其在水中的溶解度 合成洗滌劑是烷基苯磺酸的鈉鹽 烷基是親油部分 磺酸基是親水部分 其合成路線如下 下列有關(guān)合成洗滌劑的敘述錯(cuò)誤的是 A 在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中 烷基含碳原子的個(gè)數(shù)以12 18為宜B 在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中 烷基應(yīng)以帶有支鏈的為宜C 在合成洗滌劑中添加酶制劑可提高洗滌效果D 在合成洗滌劑中應(yīng)以無(wú)磷助劑代替含磷助劑 解析 選項(xiàng)A 烷基是親油憎水基 故碳原子數(shù)不宜太多或太少 以12 18為宜 正確 選項(xiàng)B 在洗滌劑烷基苯磺酸鈉中 烷基應(yīng)以直鏈為宜 因?yàn)橹ф満茈y被細(xì)菌降解而使水體污染 故不正確 選項(xiàng)C 合成洗滌劑中添加酶制劑可除去某些特殊的污漬 提高洗滌效果 正確 選項(xiàng)D 含磷助劑可使水體富營(yíng)養(yǎng)化 故應(yīng)以無(wú)磷助劑代替 正確 答案 B 規(guī)律方法 制造優(yōu)良的合成洗滌劑 要進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和配方的優(yōu)化 主要注意 1 確定合適的碳鏈長(zhǎng)度 含碳原子個(gè)數(shù)以12 18為最佳 碳鏈過(guò)長(zhǎng)使油溶性過(guò)強(qiáng) 水溶性減弱 碳鏈過(guò)短使油溶性減弱而水溶性增強(qiáng) 2 選擇不含支鏈的烴基 以天然油脂生產(chǎn)的肥皂 烴鏈可以被環(huán)境中的生物降解 合成洗滌劑用含有支鏈的烴基時(shí) 難以被生物降解 3 合理的配方 生產(chǎn)合成洗滌劑 還要按規(guī)格要求加入多種助洗劑和輔助劑 如含磷化合物是一種較好的洗滌劑 但大量使用任意排放會(huì)造成赤潮和水華等環(huán)境問(wèn)題 加入熒光漂白劑可使衣服更加亮白 加入香料可使衣物洗后留香 變式訓(xùn)練2已知鹵代烴與金屬鈉作用可以合成含碳原子數(shù)較多的烴 使碳鏈增長(zhǎng) 如 現(xiàn)以十二烷 NaCl 苯 金屬鈉 H2SO4 濃 為原料 選擇合適的步驟合成洗衣粉 十二烷基苯磺酸鈉 CH3 CH2 10CH2SO3Na 請(qǐng)用化學(xué)方程式表示 解析 答案 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全