论文部分内容阅读
【摘要】为了培养学生结合生活实际进行研究 ，通过亲身实践获取直接经验，养成科学精神和科学态度，提高利用化学知识分析和解决化学问题的能力。
【关键词】化学教学 洗涤剂 化学实验 知识分析
1.知识背景
通过查阅《化学教育》及《现代生活化学》等刊物，在日常生活中大量洗涤剂的使用，人们对洗涤剂的不了解以及过分依赖洗涤剂的结果，已经造成了对环境的污染。所以想通过同学们的实践活动，大力宣传健康生活并唤起人们对环境保护的重视。
1.1 什么是洗涤剂？洗涤剂就家庭来说主要是用于除去油污，它的表面活性剂则是洗涤剂的主要成分。按照国际表面活性剂委员会的规定：洗涤剂是按专门配方配制的，用来提高去污性能的产品；表面活性剂则是一种用量尽管很少但对体系的表面行为有显著的效应的物质。
1.2 洗涤剂的主要组成：洗涤剂是由活性物及若干助剂组成的，前者为带双亲（既亲水又亲油）结构的表面活性剂，后者则为改善洗涤效果的各种无机物（如三聚磷酸钠）、有机物（如香精、增白剂、酶制剂）等。
1.3 表面活性剂的结构：迄今为止表面活性剂有2000种以上，它的分子结构具有不对称性，由亲水的极性基和疏水的非极性（烃）基两部分组成，通常非极性部分的碳原子数应在8以上，包括：（1）离子型 、阴离子型如羧酸盐（普通的肥皂）、烷基苯磺酸钠（民用洗衣粉）、脂肪醇硫酸钠（用于化妆品制备）；阳离子型主要为胺盐如季胺盐等，它们多用作杀菌剂；两性型，它们在水中可离解成阴、阳两类离子可用作乳化剂、柔软剂等；（2）非离子型 酯类如斯盘、土温（均是山梨酸醇的脂肪酸酯衍生物），它们多用制成液态的洗净剂或洗涤剂；酰胺类主要有烷醇酰胺又名尼诺尔，为液体合成洗涤剂，去污力强，多作泡沫稳定剂。
1.4 助剂：主要有（1）三聚磷酸钠：俗称五钠，为洗涤剂中最常用的助剂，络合水中的钙、镁离子，造成碱性介质有利油污分解；（2）硅酸钠：俗称水玻璃，除有碱性缓冲能力外，还有稳泡、乳化、抗蚀等功能；（3）硫酸钠：其无水物俗称元明粉，在洗衣粉中用量大（40%），是主要填料；（4）羧甲基纤维素钠：可防止污垢再沉积；（5）月桂酸二乙醇酰胺：有促泡和稳泡沫作用；（6）荧光增白剂；如二苯乙烯三嗪类化合物，配入量约01%；（7）过硼酸钠：水解后可释放出过氧化氢，起漂白和化学去污作用，多用作器皿的洗涤剂；（8）其他等。
1.5餐具洗涤剂组成：餐具洗涤剂为轻垢型，主要用于洗涤蔬菜、水果，但对安全性要求高；主要分为烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸（5—25%），月桂醇酯硫酸钠（25—7%），椰子油酸单二乙醇酰胺或其他酰胺（2—45%），福尔马林（02%），Ph值近中性。
2.提出问题
在日常生活中我们经常会用到洗涤剂，如洗涤餐具和蔬菜水果等。然而，它所含的原材料烷基苯磺酸盐、磷酸盐、铝盐、荧光增白剂和酶制剂等，却污染着人们赖以生存的水源，并严重地危害了人类的生存环境和生命安全。洗涤剂多为含磷洗涤剂，磷是水体中有机污染的祸首，由于水体中磷逐渐增多，就会影响水生生物、植物的生长造成水质富营养化。使水体生态系统受到极大的破坏。那么，能否利用学生现有的知识，设计一个实践活动来探究一下洗涤剂的洗涤效果和毒性的大小呢？
3.适用对象
中学生
4. 活动时间
所需约一周时间
5.活动类型
学校课外兴趣小组。
6.活动目标
6.1 通过活动使同学养成用亲身实践，获取直接经验的习惯，并结合生活实际进行研究，增强环保意识。
6.2 通过科技活动，培养学生学科学、爱科学、用科学、信科学，逐步树立客观、求真、探索、合作、竞争等科学精神。
6.3 通过活动培养学生运用科学的客观标准和准则去评价科学的现象和事物。
6.4 通过活动培养学生能将所学科学知识与实际相结合，提出问题的设想，并与他人合作讨论设计完成实验，在研究小课题中，学会用科学方法、培养各种综合能力。
7.活动准备
7.1 将学生分组，并初步确定分工。
7.2 让学生查阅有关书籍、资料。
7.3 物品的准备：
色拉油、洗涤剂、绿豆、表面皿、试管、量筒、胶布条、（1号）自来水、（2号）巧手洗洁精、（3号）加佳洗洁精、（4号）金鱼洗洁精、（5号）白猫洗洁精。
8.活动内容
8.1 确定分组，初步拟定调查内容。
8.2 确定分工及调查地点（各大型超市）。
8.3 具体实施工作：（1）比较不同洗涤剂的去污力。（2）比较不同洗涤剂的毒性。
8.4 分析、整理结果。
8.5 通过比较不同洗涤剂的去污力和毒性，引起人们对其所带来的环境问题的重视并使大家对问题的解决提出意见。
9.活动过程
9.1 先请各小组到大型超市做市场调查，弄清人们常用的是哪几种品牌洗涤剂。
9.2 查阅有关资料，并准备有关实验用品。
9.3 比较不同洗涤剂的去污力：
9.3.1 取5支洁净的试管，用10毫升量筒分别量取1、2、3、4、5、6毫升自来水于试管中，在试管的外表面做记号（可以用细条胶布贴于试管外部，用笔在对应体积处作记号）。
9.3.2 将洗涤剂用自来水稀释成相同的浓度（25倍、50倍）。取同种浓度的洗涤剂4毫升于试管中滴加1毫升色拉油，色拉油浮在上层。
9.3.3 分别以相同强度振荡试管1分钟，静置，记录混合液分层的时间和分层后的现象。
9.4 比较不同洗涤剂的毒性：
9.4.1 将洗涤剂稀释成不同的浓度（10倍、25倍）。 9.4.2 分别把40粒绿豆种子浸泡在这些洗涤剂中各5分钟，用自来水做对照组试验。
9.4.3 倒掉洗涤剂液，将种子放在各个表面皿上，表面皿直接置于实验桌上并避免阳光直射，室温保持在25度左右。
9.4.4 注意经常给种子加自来水，以保持种子发芽所需要的水分。
9.4.5 隔一段时间观察种子发芽情况，并进行记录。
10.实验现象及结果
10.1 洗涤剂去污力的比较：
（1） 25倍组：
序号分层时间平均分层时间分层后下层情况
（2）50倍组：
序号分层时间平均分层时间分层后下层情况
分析比较以上结果可知：除1号水样外，洗涤剂浓度越大，乳化效果越好。
10.2 洗涤剂毒性比较：
（3）10倍组：
序号表层开裂半数以上种皮颜色豆芽情况（cm）豆芽颜色
（4） 25倍组：
序号表层开裂半数以上种皮颜色豆芽情况（cm）豆芽颜色
分析比较以上结果可知：除1号水样外，表皮开裂一半以上的粒数最多，芽长最长。开裂粒数最少，且芽长最短并伴有发黄，说明发芽水平最低，即所施用的毒性最大。
10.3 通过实验分析可知：
10.3.1 洗涤剂的去污力与其粘稠性没有直接关系（可能有人认为洗涤剂越粘稠，去污力性能越好）。为使洗涤剂使用起来方便，生产时常在其中加入适量化学浆糊以增强起粘度。所以，判断洗涤剂的好坏主要看其活性有效成分的高低，而和粘度没有直接关系。
10.3.2 我们总期望洗涤剂去污力强同时毒性小。但洗涤剂去污力与毒性之间表现出一种复杂的关系。而不是简单的正相关或负相关，因此在选择洗涤剂时我们需要对去污力和毒性进行权衡，这样就引起学生们的讨论。
11.活动评价
11.1 通过市场调查和实践活动，使学生初步掌握了基本研究的方法。
11.2 通过活动，提高了人们对洗涤剂的认识。
11.3 本活动突出了以学生为主体，并培养了他们团结协作、勇于探究的精神。
11.4 培养了学生关心环境、关心他人的优良品质。
12.改进建议
12.1 活动后，通过各小组之间的交流认为：还可以用图表的形式做进一步 的分析、整理，使同学们更清楚地看到洗涤剂所带来的危害。
12.2 通过对图表的设计，可以锻炼同学们对信息处理的能力。还可以使更多的同学参与进来。
12.3 经过同学们的讨论，他们发现：还可以使用其他方法测定洗涤剂的去污力和毒性。
【关键词】化学教学 洗涤剂 化学实验 知识分析
1.知识背景
通过查阅《化学教育》及《现代生活化学》等刊物，在日常生活中大量洗涤剂的使用，人们对洗涤剂的不了解以及过分依赖洗涤剂的结果，已经造成了对环境的污染。所以想通过同学们的实践活动，大力宣传健康生活并唤起人们对环境保护的重视。
1.1 什么是洗涤剂？洗涤剂就家庭来说主要是用于除去油污，它的表面活性剂则是洗涤剂的主要成分。按照国际表面活性剂委员会的规定：洗涤剂是按专门配方配制的，用来提高去污性能的产品；表面活性剂则是一种用量尽管很少但对体系的表面行为有显著的效应的物质。
1.2 洗涤剂的主要组成：洗涤剂是由活性物及若干助剂组成的，前者为带双亲（既亲水又亲油）结构的表面活性剂，后者则为改善洗涤效果的各种无机物（如三聚磷酸钠）、有机物（如香精、增白剂、酶制剂）等。
1.3 表面活性剂的结构：迄今为止表面活性剂有2000种以上，它的分子结构具有不对称性，由亲水的极性基和疏水的非极性（烃）基两部分组成，通常非极性部分的碳原子数应在8以上，包括：（1）离子型 、阴离子型如羧酸盐（普通的肥皂）、烷基苯磺酸钠（民用洗衣粉）、脂肪醇硫酸钠（用于化妆品制备）；阳离子型主要为胺盐如季胺盐等，它们多用作杀菌剂；两性型，它们在水中可离解成阴、阳两类离子可用作乳化剂、柔软剂等；（2）非离子型 酯类如斯盘、土温（均是山梨酸醇的脂肪酸酯衍生物），它们多用制成液态的洗净剂或洗涤剂；酰胺类主要有烷醇酰胺又名尼诺尔，为液体合成洗涤剂，去污力强，多作泡沫稳定剂。
1.4 助剂：主要有（1）三聚磷酸钠：俗称五钠，为洗涤剂中最常用的助剂，络合水中的钙、镁离子，造成碱性介质有利油污分解；（2）硅酸钠：俗称水玻璃，除有碱性缓冲能力外，还有稳泡、乳化、抗蚀等功能；（3）硫酸钠：其无水物俗称元明粉，在洗衣粉中用量大（40%），是主要填料；（4）羧甲基纤维素钠：可防止污垢再沉积；（5）月桂酸二乙醇酰胺：有促泡和稳泡沫作用；（6）荧光增白剂；如二苯乙烯三嗪类化合物，配入量约01%；（7）过硼酸钠：水解后可释放出过氧化氢，起漂白和化学去污作用，多用作器皿的洗涤剂；（8）其他等。
1.5餐具洗涤剂组成：餐具洗涤剂为轻垢型，主要用于洗涤蔬菜、水果，但对安全性要求高；主要分为烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸（5—25%），月桂醇酯硫酸钠（25—7%），椰子油酸单二乙醇酰胺或其他酰胺（2—45%），福尔马林（02%），Ph值近中性。
2.提出问题
在日常生活中我们经常会用到洗涤剂，如洗涤餐具和蔬菜水果等。然而，它所含的原材料烷基苯磺酸盐、磷酸盐、铝盐、荧光增白剂和酶制剂等，却污染着人们赖以生存的水源，并严重地危害了人类的生存环境和生命安全。洗涤剂多为含磷洗涤剂，磷是水体中有机污染的祸首，由于水体中磷逐渐增多，就会影响水生生物、植物的生长造成水质富营养化。使水体生态系统受到极大的破坏。那么，能否利用学生现有的知识，设计一个实践活动来探究一下洗涤剂的洗涤效果和毒性的大小呢？
3.适用对象
中学生
4. 活动时间
所需约一周时间
5.活动类型
学校课外兴趣小组。
6.活动目标
6.1 通过活动使同学养成用亲身实践，获取直接经验的习惯，并结合生活实际进行研究，增强环保意识。
6.2 通过科技活动，培养学生学科学、爱科学、用科学、信科学，逐步树立客观、求真、探索、合作、竞争等科学精神。
6.3 通过活动培养学生运用科学的客观标准和准则去评价科学的现象和事物。
6.4 通过活动培养学生能将所学科学知识与实际相结合，提出问题的设想，并与他人合作讨论设计完成实验，在研究小课题中，学会用科学方法、培养各种综合能力。
7.活动准备
7.1 将学生分组，并初步确定分工。
7.2 让学生查阅有关书籍、资料。
7.3 物品的准备：
色拉油、洗涤剂、绿豆、表面皿、试管、量筒、胶布条、（1号）自来水、（2号）巧手洗洁精、（3号）加佳洗洁精、（4号）金鱼洗洁精、（5号）白猫洗洁精。
8.活动内容
8.1 确定分组，初步拟定调查内容。
8.2 确定分工及调查地点（各大型超市）。
8.3 具体实施工作：（1）比较不同洗涤剂的去污力。（2）比较不同洗涤剂的毒性。
8.4 分析、整理结果。
8.5 通过比较不同洗涤剂的去污力和毒性，引起人们对其所带来的环境问题的重视并使大家对问题的解决提出意见。
9.活动过程
9.1 先请各小组到大型超市做市场调查，弄清人们常用的是哪几种品牌洗涤剂。
9.2 查阅有关资料，并准备有关实验用品。
9.3 比较不同洗涤剂的去污力：
9.3.1 取5支洁净的试管，用10毫升量筒分别量取1、2、3、4、5、6毫升自来水于试管中，在试管的外表面做记号（可以用细条胶布贴于试管外部，用笔在对应体积处作记号）。
9.3.2 将洗涤剂用自来水稀释成相同的浓度（25倍、50倍）。取同种浓度的洗涤剂4毫升于试管中滴加1毫升色拉油，色拉油浮在上层。
9.3.3 分别以相同强度振荡试管1分钟，静置，记录混合液分层的时间和分层后的现象。
9.4 比较不同洗涤剂的毒性：
9.4.1 将洗涤剂稀释成不同的浓度（10倍、25倍）。 9.4.2 分别把40粒绿豆种子浸泡在这些洗涤剂中各5分钟，用自来水做对照组试验。
9.4.3 倒掉洗涤剂液，将种子放在各个表面皿上，表面皿直接置于实验桌上并避免阳光直射，室温保持在25度左右。
9.4.4 注意经常给种子加自来水，以保持种子发芽所需要的水分。
9.4.5 隔一段时间观察种子发芽情况，并进行记录。
10.实验现象及结果
10.1 洗涤剂去污力的比较：
（1） 25倍组：
序号分层时间平均分层时间分层后下层情况
（2）50倍组：
序号分层时间平均分层时间分层后下层情况
分析比较以上结果可知：除1号水样外，洗涤剂浓度越大，乳化效果越好。
10.2 洗涤剂毒性比较：
（3）10倍组：
序号表层开裂半数以上种皮颜色豆芽情况（cm）豆芽颜色
（4） 25倍组：
序号表层开裂半数以上种皮颜色豆芽情况（cm）豆芽颜色
分析比较以上结果可知：除1号水样外，表皮开裂一半以上的粒数最多，芽长最长。开裂粒数最少，且芽长最短并伴有发黄，说明发芽水平最低，即所施用的毒性最大。
10.3 通过实验分析可知：
10.3.1 洗涤剂的去污力与其粘稠性没有直接关系（可能有人认为洗涤剂越粘稠，去污力性能越好）。为使洗涤剂使用起来方便，生产时常在其中加入适量化学浆糊以增强起粘度。所以，判断洗涤剂的好坏主要看其活性有效成分的高低，而和粘度没有直接关系。
10.3.2 我们总期望洗涤剂去污力强同时毒性小。但洗涤剂去污力与毒性之间表现出一种复杂的关系。而不是简单的正相关或负相关，因此在选择洗涤剂时我们需要对去污力和毒性进行权衡，这样就引起学生们的讨论。
11.活动评价
11.1 通过市场调查和实践活动，使学生初步掌握了基本研究的方法。
11.2 通过活动，提高了人们对洗涤剂的认识。
11.3 本活动突出了以学生为主体，并培养了他们团结协作、勇于探究的精神。
11.4 培养了学生关心环境、关心他人的优良品质。
12.改进建议
12.1 活动后，通过各小组之间的交流认为：还可以用图表的形式做进一步 的分析、整理，使同学们更清楚地看到洗涤剂所带来的危害。
12.2 通过对图表的设计，可以锻炼同学们对信息处理的能力。还可以使更多的同学参与进来。
12.3 经过同学们的讨论，他们发现：还可以使用其他方法测定洗涤剂的去污力和毒性。