皂化反应实验趣味改进

　　在大试管中加入1 ml花生油、1 ml乙醇、1 ml 400 g/L NaOH溶液，振摇使混合均匀，把试管放在沸水中加热，不断振摇，几分钟后试管内的反应物混合均匀，皂化反应完成后，加入10 ml热的饱和食盐水，搅拌，肥皂浮于表面，冷却至室温，过滤，得到肥皂。这是课本介绍皂化反应实验的操作步骤。皂化反应是碱催化下的酯水解反应，尤指油脂的水解。狭义讲，皂化反应仅限于油脂与氢氧化钠混合，得到高级脂肪酸的钠盐和甘油的反应。近年来兴起了制作手工皂。课本皂化反应实验，正好把手工皂的制作和皂化反应实验结合起来，成为一个充满乐趣的课堂实验。教师可根据实际情况与学校条件，补充皂化实验，理论联系实际，开发学生智力、培养学生动手能力，进行科学素质教育，同时也能增加课堂的趣味性。 　　反应原理： 　　按课本要求，加入酒精的目的是由于油脂难溶于水，加入后使之与氢氧化钠溶液形成均一溶液，大大加快反应速度。其实也可以不加，直接让油脂和氢氧化钠混合后反应。为了缩短反应时间，可以对反应进行加热，操作步骤具体如下：把油脂水浴恒温在40 ℃左右（温度过高有可能令某些油脂变质），将氢氧化钠溶液缓慢的逐步加入油脂中，不停地用玻璃棒搅拌，直至两种液体完全混合成奶油状（大约30 min），即已经完成皂化反应。可以提前把所需要的油脂、氢氧化钠和水，通过准确地计算，得出需要加入的量，实验结束后反应生成高级脂肪酸的钠盐和甘油。高级脂肪酸的钠盐就是我们需要的皂类，甘油作为副产物，并不需要刻意分离，混在皂中，起到滋润皮肤的功效。 　　实验前讲授做肥皂的有关拓展内容，再布置任务，让学生根据自己想要做的手工皂来挑选实验材料，自己设计方案制作手工皂。 　　1 拓展内容一 　　计算配方： 　　油脂的总量×油脂的比例=该油脂的质量 　　例如：假设制作时需要600 g油脂，对准备加入的各种油脂进行计算。 　　橄榄油（72 %）→600（g）×0.72=432（g） 　　棕榈油（15 %）→600（g）×0.15=90（g） 　　椰子油（13 %）→600（g）×0.13=78（g） 　　有学生曾经问：“老师，为什么市场上卖的香皂，有的碰了水很快就变软了，有的还是保持刚开封的状态呢？”趁着讲皂化反应的内容，可以给学生引入课外知识：肥皂的硬度。 　　2 拓展内容二 　　肥皂的硬度，即INS值的计算（值越低，皂越软）。常见油脂INS值参考表1。 　　油a（占总油量）的百分比=油a的质量/全部油量的质量。 　　配方的INS值=（油a的百分比×油a的INS值）+（油b的百分比×油b的INS值）+（油c的百分比×油c的INS值）+…… 　　例如：橄榄油432 g、棕榈油90 g、椰子油78 g、总油量800 g。 　　橄榄油（占油总量）的百分比=432/600 = 0.72 　　棕榈油（占油总量）的百分比=90/600=0.15 　　椰子油（占油总量）的百分比=78/600=0.13 　　（0.72×109）+（0.15×145）+（0.13×258）=133.77 　　也有学生存在疑惑：超市里卖的有香皂，还有洗衣皂，为什么洗衣皂不能用来洗澡？无论是做肥皂还是洗衣皂，反应原理都是一样的，既然如此，为什么还有洗衣皂和香皂之分？是不是洗衣皂质量不好只能洗衣服？要解释这些问题，要向学生介绍皂化反应的pH值和pH值对去污能力的影响。洗衣皂和香皂都具有一定的碱性，只是强弱不同。在一般情况下，适当的增强碱性可以增强肥皂的去污能力，所以洗衣皂的碱性比香皂强，可以有效去除衣服上的污垢，用于洗澡则伤害皮肤，使皮肤上的油脂过多减少，使皮肤发痒。香皂在洗衣皂的基础上减少了碱的成分增加了香料和油脂，用于洗澡则不伤害皮肤，所以只要合理正确使用，各有所长，就能得到最佳的效果。 　　3 拓展内容三 　　氢氧化钠和水的加入量计算（皂化价即1 g油脂需要氢氧化钠的克数，皂化价可参考表1）。 　　氢氧化钠加入量的计算方式： 　　该油脂的质量×该油脂的皂化价=该油脂需要的氢氧化钠量。 　　橄榄油→432（g）×0.134=57.88（g） 　　棕榈油→90（g）×0.141=12.69（g） 　　椰子油→78（g）×0.19=14.82（g） 　　氢氧化钠的总加入量=57.88+12.69+14.82=85.39（g） 　　水的加入量的计算方式： 　　氢氧化钠的质量×2.6倍=水的质量 　　氢氧化钠的质量/0.3-氢氧化钠的质量=水的质量 　　油脂总质量×0.33=水量 　　85.39 g×2.6=222 g 　　85.39 g/0.3-85.39=199 g 　　600 g×0.33=198 g 　　也就是说，水的加入量从198 g到222 g都可以作为参考。 　　有的肥皂泡沫很丰富，而且很细致，有的泡沫丰富，但是泡沫比较大，也有的甚至泡沫很少。这就要从油脂的种类来介绍，不同的油脂，皂化后产生的泡沫不一样。 　　4 拓展内容四 　　在制备肥皂前，要求学生根据现有的材料，选择油脂，做出自己想要的硬度和发泡情况的肥皂。 　　橄榄油，含有高比例的油酸和丰富的维生素、矿物质、蛋白质，可以起到保湿并且修护皮肤的作用，制造出的手工皂泡沫持久细致。由于其具有滋润性，可用来制作婴儿皂，但凝固时间较长。 　　椰子油，淡黄色，20 ℃以下会凝固，属于硬油，能做出洗净力强、质地硬、颜色雪白且泡沫丰富的手工皂，但洗净力过强会令皮肤感觉干涩，使用量不宜过高。 　　棕榈油，依据状态及是否经过精炼，而有各种不同颜色（例如淡黄色、红棕色），含有相当高的棕榈酸及油酸，可做出对肌肤温和，清洁力强，质地坚硬的手工皂。由于其产生泡沫较少，一般搭配椰子油使用。 　　小麦胚芽油，是很好的稳定剂，可以加在手工皂里延长保存期限，但是小麦胚芽油本身很容易氧化，该油脂开封后最好保存在冰箱中。其含有丰富的维生素E、蛋白质等，能供给肌肤所需要的养分，修复受损肌肤，促进肌肤再生，具有很好的滋养效果。 　　蓖麻油，具有粘性，通常为无色或者浅黄色。特有的蓖麻酸醇对肌肤有特别的柔软作用，能制作清爽、泡沫多且有透明感的手工皂，还很容易溶解于其他油脂中。 　　市面上的皂类，有不同的颜色、不同的香味，这些都是由于添加了色素和香料，有的香皂甚至添加了某些物质而起到特殊的功效：如减肥、美白、杀菌……教师在实验前提醒学生：想要做出漂亮的肥皂，就要提前准备模型。把反应完全的手工皂液倒入模型中，干燥后，就可以得到各种形状的手工皂，如果再进行后期的裁剪处理，即可得到各种形状和各种花纹的手工皂。 　　化学本身是一门枯燥的学科，教师除了要把课本内容给学生讲透彻，更应该把趣味性的知识穿插进去，适当介绍一些学生感兴趣的话题。激发学生的学习兴趣和学习积极性。