《表面活性剂生产技术》教案课程教学单元设计0223.docx

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《表面活性剂生产技术》教案课程教学单元设计0223

南京化工职业技术学院

《精细化学品生产技术（四）》

——表面活性剂生产技术

课程单元

教学设计

2012/2013学年第二学期

本次课标题：

项目1（贯穿项目）提出：

格润牌餐具洗涤剂的配制

项目1分析：

理论基础

（一）

授课

班级

精细1123

上课时间

2013.02.25第一周周一3-4节

上课地点

5-503

教学目标

能力目标

知识目标

素质目标

能依据生产任务和技术方案对项目进行正确的分析

1.餐具洗涤剂的定义、组成及其作用；

2.表面活性剂定义、结构特点、分类及应用。

深入思考，挖掘问题，主动学习

能力训练任务

及

案例

能力训练任务：

完成南京新世纪精细化学品公司“格润牌餐具洗涤剂的配制”项目的初步分析

案例：

1.“手洗餐具洗涤剂的配制和性能测定”项目分析

2.“机洗餐具洗涤剂的配制和性能测定”项目分析

重点难点及解决方案

重点：

表面活性剂定义、结构特点、分类

难点：

“格润牌餐具洗涤剂的生产”项目分析

解决方案：

问题驱动，由浅入深。

工具

材料

教具

多媒体

参考资料

周波.表面活性剂.北京：

化学工业出版社，2005

序号

步骤名称

教学内容

教师活动

学生活动

工具/材料

时间分配/min

课内/课外

引入

课程介绍

讲解

听讲

多媒体

课内

项目提出

格润牌餐具洗涤剂的配制

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

项目

分析

完成项目必备的基本理论知识

问题1

分析

什么是餐具洗涤剂？

餐具洗涤剂目前主要有哪些品牌？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题2

分析

餐具洗涤剂中常含有哪些组分？

这些组分各起到什么作用？

其中洗涤去污的主要成分是什么？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题3

分析

什么是表面活性剂？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题4

分析

表面活性剂的分子结构有何特点？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题5

分析

表面活性剂为何能降低溶剂的表面张力？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题6

分析

表面活性剂分子有哪些类型？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

问题7

分析

表面活性剂有何应用？

提问

讲解

讨论

听讲

多媒体

课内

项目

分析

总结

餐具洗涤剂及表面活性剂

归纳

听讲

多媒体

布置

新任

务

进一步进行项目分析：

表面活性剂有哪些功能作用？

布置作业

讲

听

多媒体

PPT/板书

主要

内容

设计

一、贯穿项目提出

•贯穿项目：

格润牌餐具洗涤剂的生产

南京新世纪精细化学品公司需要完成格润牌餐具洗涤剂系列新产品的配制和性能测定。

•工作任务：

（1）手洗餐具洗涤剂的配制和性能测定

（2）机洗餐具洗涤剂的配制和性能测定

•技术方案1：

手洗餐具洗涤剂配方

序号

原料

比例（质量分数/%）

备注

十二烷基苯磺酸钠

购买

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠

购买

十二烷基二甲基甜菜碱

自制

十二烷基二甲基氧化胺/十二烷基二甲基苄基氯化铵

自制/选用

乙二胺四乙酸

0.1

购买

苯甲酸（钠）

0.5

购买

氯化钠

1.0

购买

香精

适量

购买

硫酸

适量

购买

去离子水/蒸馏水

加至100

购买

•技术方案2：

机洗餐具洗涤剂配方

序号

原料

比例（质量分数/%）

备注

十二烷基硫酸钠

自制

月桂醇聚氧乙烯醚

自制

脂肪酸烷醇酰胺

购买

十二烷基二甲基氧化胺/十二烷基二甲基苄基氯化铵

自制/选用

乙二胺四乙酸

0.1

购买

乙醇

0.2

购买

甲醛

0.2

购买

香精

适量

购买

硫酸

适量

购买

去离子水/蒸馏水

加至100

购买

•问题1：

什么是餐具洗涤剂？

餐具洗涤剂目前主要有哪些品牌？

——餐具洗涤剂又叫洗洁精，是无色或淡黄色透明液体，主要用于洗涤各种食品及器具上的污垢，通常去油性物质效果好。

•问题2：

餐具洗涤剂中常含有哪些组分？

这些组分各起到什么作用？

其中洗涤去污的主要成分是什么？

——餐具洗涤剂由溶剂、表面活性剂和助剂组成。

1）最常用的溶剂是水；

2）常用的表面活性剂种类较多，餐具洗涤剂中通常加入多种表面活性剂，它们不同的作用特点构成了洗涤剂的优良性能；

3）常用的助剂有各种香型的香精、防腐剂、稳定剂、增稠剂、PH值调节剂等，它们赋予了洗涤剂的更为全面的优良品质。

•问题3：

什么是表面活性剂？

（绪论）

——表面活性剂：

是指“在溶剂中加入很少量即能显著降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质”。

——表面是指凝聚体与气体之间的接触面；

界面是物质相与相之间的分界面。

——表面张力：

是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力，亦即引起液体表面自动收缩的力。

P1（图0-1）

•表面活性：

若一种物质（A）能降低另一种物质（B）的表面张力，就说A对B有表面活性。

P2（图0-2）

•表面活性剂：

以较低的浓度就能显著降低溶剂的表面张力的物质。

•问题4：

表面活性剂的分子结构有何特点？

•——表面活性剂分子具有“两亲性结构”（双亲性结构），是两亲化合物。

分子一端是亲水基，它通常为带电的离子基团或不带点的极性基团，具有亲水性；另一端为疏水基（亦称憎水基、亲油基），它通常为长链烃基结构，具有疏水性。

P3（图0-3）

•问题5：

表面活性剂为何能降低溶剂的表面张力？

•——表面活性剂有两个最基本的功能：

界面吸附和分子自聚。

其中，界面吸附使得表面活性剂分子在溶剂表面定向排列成单分子膜，使接近表面的溶剂分子受力发生变化，溶剂表面自动向内部收缩的表面张力显著降低。

P3（插图）

•问题6：

表面活性剂分子有哪些类型？

•1、按亲水基分类：

阴离子型、阳离子型、两性离子型、非离子型、混合型表面活性剂五大类。

P3-4，（图0-4）

•

（1）阴离子型：

溶于水后，亲水基（极性基）带负电。

•

（2）阳离子型：

溶于水后，亲水基（极性基）带正电。

具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点

•（3）两性型：

溶于水后，分子中有两个亲水基，一个带正电，一个带负电。

带正电的通常是氨基和季铵基，带负电的主要是羧基和磺酸基。

•（4）非离子型：

溶于水后，分子不离解成离子，亲水基（极性基）不带电。

亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。

•（5）混合型：

溶于水后，分子中有两种亲水基，一个带电，一个不带电。

•2、按疏水基分类（P4）

（1）碳氢类：

疏水基为碳氢基团

（2）氟类：

疏水基为全氟化或部分氟化的碳氟链

（3）硅类：

疏水基为硅烷基链或硅氧烷基链

（4）聚氧丙烯类

•3、其他分类方法（P4）

（1）按应用功能分：

分为乳化剂、洗涤剂、起泡剂、润湿剂、分散剂、铺展剂、渗透剂、加溶剂等。

（2）按溶解特性分：

水溶性的和油溶性的。

（3）按分子量大小分：

低分子的和高分子的

•问题7：

表面活性剂有何应用？

P5-10

•——表0-1我国表面活性剂产量统计

•——表0-2我国表面活性剂品种数量统计

•——表0-3表面活性剂的应用

表面活性剂广泛应用于洗涤剂、纺织、食品、皮革、造纸、塑料、橡胶、农药、冶金、矿业、医药、建筑、化妆品等工业。

素有“工业味精”之美称。

作业：

•一、餐具洗涤剂中常含有哪些组分？

•二、关于表面活性剂P10:

1-5

•1、什么是表面和表面张力？

•2、什么是表面活性？

•3、什么是表面活性剂？

•4、表面活性剂的分子结构有何特点？

•5、表面活性剂分为哪些类型？

课后

体会

本次课标题：

项目2-1-1十二醇硫酸钠（SDS）的合成（Synthesisofspdiumdodecylsulfate）

授课

班级

精细0921、0922

上课时间

待定

上课地点

精细化工实训中心

教学目标

能力目标

知识目标

素质目标

能根据小试方案进行SDS的合成，具体如下：

1.能正确搭建合成SDS的反应装置；

2.能正确控制合成SDS的反应过程；

3.能正确进行SDS的产品纯化；

4.能正确测试SDS的表面张力和PH值。

1.SDS的合成原理和装置特点；

2.SDS合成反应的影响因素和反应过程的控制方法；

3.SDS产品纯化的操作方法；

4.SDS表面张力和PH值的测试原理及操作方法。

1.质量意识：

质量第一；

2.规范意识：

操作规范；

3.竞争意识：

团结协作；

4.安全生产意识：

杜绝事故；

5.经济生产意识：

节约成本；

6.清洁生产意识：

保护环境。

能力训练任务

及

案例

能力训练任务：

任务1：

搭建SDS的合成反应装置；（案例1）

任务2：

控制合成SDS的反应过程；（案例1）

任务3：

进行SDS的产品纯化；（案例2）

任务4：

测试SDS的表面张力和PH值。

（案例3）

案例：

案例1：

以浓硫酸作硫酸化剂合成SDS

案例2：

以双氧水作漂白剂纯化SDS

案例3：

以白金板法测试SDS的表面张力

重点难点及解决方案

重点：

用浓硫酸作硫酸化剂合成SDS

难点：

硫酸化反应的控制

解决方案：

针对产品合成中的每个环节，尤其是硫酸化反应过程，通过提问、讨论、互评、归纳、总结，使其掌握操作要点，最终完成产品SDS的合成。

工具

材料

教具

工具：

产品合成用仪器设备，如三口烧瓶、分水器、球形冷凝器、水银温度计、电加热套、电动搅拌器、BZY-A型表面张力仪；

材料：

产品合成用原料，如浓硫酸、十二醇、氢氧化钠、双氧水；

教具：

合成装置、多媒体

参考资料

冷士良.精细化工实验技术.北京：

化学工业出版社，2005

强亮生，王慎敏.精细化工综合实验.哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2006

张友兰.有机精细化学品合成及应用实验.北京：

化学工业出版社，2005

序号

步骤名称

教学内容

教师活动

学生活动

工具/材料

时间分配/min

课内/课外

引入

（回顾）

项目提出：

SDS的合成（产品质量250g；产品指标：

pH值（3%水溶液）=8～9，表面张力≥60mN/m（0.1mol/L，室温））

项目分析：

明确阴离子表面活性剂SDS的性能特点、应用以及合成方法；

项目计划：

确定SDS的合成方案

提问

讲解

回答

听讲

多媒体

课内

项目准备

准备合成SDS所需的仪器设备和原料

检查

指导

准备

互查