張?zhí)m芬

摘要：通過(guò)DIY手工皂，開(kāi)展學(xué)生小課題研究，讓學(xué)生學(xué)習(xí)皂化反應(yīng)，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室探究皂化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件，制作出能夠使用的皂基。利用探究出來(lái)的實(shí)驗(yàn)條件最后能將廚房廢油通過(guò)皂化反應(yīng)變廢為寶，制作成土肥皂。

關(guān)鍵詞：手工皂；皂化反應(yīng)；變廢為寶

文章編號(hào)：1008-0546（2017）06-0091-02 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.027

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是初、高中生學(xué)習(xí)化學(xué)的最初動(dòng)力，也是維持學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)知識(shí)的最有效的途徑和方法。在完成課本的實(shí)驗(yàn)外，開(kāi)發(fā)一些課外小實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生更具有吸引力，更能夠讓學(xué)生愛(ài)上化學(xué)。我校是上海郊區(qū)一所普通高中，學(xué)生在文化課的學(xué)習(xí)方面，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，部分學(xué)生存在厭學(xué)的現(xiàn)象，為了提高學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，作為化學(xué)老師，筆者開(kāi)展了“百變肥皂”這一小課題研究，并招募了五名同學(xué)共同參與。本課題也是積極響應(yīng)我校的“人文為本，適向發(fā)展”這一教育理念。本課題小組開(kāi)展了近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，從DIY手工皂開(kāi)始，制作了不同外形、不同顏色和不同香型的手工皂；然后開(kāi)展了通過(guò)皂化反應(yīng)制作皂基的艱難探究歷程，學(xué)會(huì)了控制變量法尋找皂化反應(yīng)最佳的質(zhì)量比例，學(xué)會(huì)了皂化反應(yīng)后的鹽析、洗滌、干燥等后續(xù)處理，最后能將此技能應(yīng)用到解決廚房廢油上，將廚房廢油變廢為寶。以下是我們課題研究小組開(kāi)展的具體內(nèi)容。

一、制作手工皂

自己DIY手工皂越來(lái)越流行，可以做出不同的色彩，也可以做出不同的形狀，還可以做出不同用途的手工皂。通過(guò)直接購(gòu)買(mǎi)手工皂的原料，按照制作教程讓學(xué)生體驗(yàn)自己制作肥皂的樂(lè)趣，讓他們發(fā)揮想象力，做出屬于自己的手工皂。

制作過(guò)程：加熱融化皂基250g，當(dāng)其完全融化時(shí)呈現(xiàn)無(wú)色透明粘稠液體，加入0.5mL精油，攪拌均勻，再加入2到3滴黃色或紅色色素，攪拌均勻，趁熱倒入硅膠模具，皂液冷卻時(shí)逐漸變硬，放置一天后即可脫模，根據(jù)模具的形狀而呈現(xiàn)不同的外形。然后將其放置在干燥通風(fēng)處一個(gè)星期，即可使用。通過(guò)DIY手工皂，讓同學(xué)們體驗(yàn)了手工皂的制作樂(lè)趣，也鍛煉了同學(xué)們的動(dòng)手能力。在制作手工皂的同時(shí)，學(xué)習(xí)到有關(guān)皂基的基本知識(shí)。直接購(gòu)買(mǎi)的皂基為無(wú)色透明固體，是由椰子油、棕櫚油、椰子果油等多種油皂化而成，pH呈弱堿性，對(duì)皮膚無(wú)刺激。該皂基可以反復(fù)熔化、冷卻，加入精油制作成精油皂。制成的手工皂可以直接使用，泡沫細(xì)膩，可用于潔面、沐浴等。還可以往其中添加牛奶或花粉，制成不同香型的手工皂，以下是同學(xué)們手工皂的部分圖片展示。

二、制作土肥皂

手工皂制作簡(jiǎn)單并充滿趣味，讓學(xué)生有了做肥皂的成功體驗(yàn)，充分發(fā)揮了同學(xué)們的想象力，調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的動(dòng)手能力，但是制作的成本較高，皂基又是如何制作的呢？我們的高中課本上沒(méi)有相關(guān)的知識(shí)，而肥皂又是我們生活中最常見(jiàn)的洗滌用品，讓我們的小科研人員查閱資料，并學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)到油脂與堿反應(yīng)生成硬脂酸鈉和甘油，該反應(yīng)稱之為皂化反應(yīng)。反應(yīng)所得的皂液經(jīng)鹽析、洗滌、干燥成型后稱為皂基，再繼續(xù)加工成為不同形狀和不同功能的肥皂。知道了反應(yīng)原理，讓我們小科研人員制定出制取皂基所需要的化學(xué)試劑和反應(yīng)儀器，具體的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，然后師生一起到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

皂化反應(yīng)初看很簡(jiǎn)單，但是在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同學(xué)們遇到了很多的困難，油脂和堿的比例是多少、反應(yīng)的溫度是多少、如何檢驗(yàn)油脂皂化反應(yīng)是否完全、鹽析的時(shí)候加入多少的鹽、如何洗滌出過(guò)量的堿、皂基如何干燥處理、最后的肥皂如何保存。根據(jù)遇到的問(wèn)題設(shè)計(jì)出解決的辦法，通過(guò)控制變量尋找最佳的實(shí)驗(yàn)條件。通過(guò)查閱資料并進(jìn)行多次對(duì)比試驗(yàn)最終確定實(shí)驗(yàn)方案為：20g氫氧化鈉加入45mL水中配成溶液，加熱到50℃，加入200mL的食用油和25mL無(wú)水酒精，不斷攪拌直至混合物粘稠，再向其中慢慢加入150mL熱的飽和食鹽溶液，邊加邊攪拌。靜置，肥皂鹽析上浮，冷卻后用濾紙過(guò)濾、凝固后放置一星期后取出，再將皂基加熱融化，趁熱注入磨具，冷卻放置在通風(fēng)干燥處，讓肥皂繼續(xù)熟化，一個(gè)月后即可使用。在皂化反應(yīng)中，由于油脂是不飽和脂肪酸的混合物，含量不確定，所以加入堿的量稍過(guò)量，確保油脂皂化完全，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加熱可以提高皂化的程度。由于油脂在水溶液中的溶解度較小，而油脂易溶于酒精，所以加入適量的酒精，提高油脂在水中的溶解度，使油脂能更充分地與堿反應(yīng)。

圖2是皂化反應(yīng)干燥處理時(shí)，表面變硬發(fā)白，并有一定的紋理，將其切開(kāi)，其內(nèi)部較軟、潮濕、呈現(xiàn)黃色，有滑膩感，為圖3。繼續(xù)放置一段時(shí)間，硬度增加，將其重塑定型，為圖4所示。每隔一個(gè)星期采集少量肥皂樣品，溶于水中檢測(cè)其堿性，當(dāng)其堿性小于8時(shí)，即可使用。

直接購(gòu)買(mǎi)皂基制作手工皂體驗(yàn)的是肥皂外形的變化，而自己在實(shí)驗(yàn)室制作皂基卻是體驗(yàn)了一次化工生產(chǎn)的科學(xué)性和復(fù)雜性。一個(gè)簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)要轉(zhuǎn)化成實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)，需要考慮諸多要素。高中生能夠迅速學(xué)習(xí)并掌握某一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，但很少有機(jī)會(huì)將學(xué)到的化學(xué)反應(yīng)和實(shí)際的化工生產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)。我們的食用油不是純凈物，皂化反應(yīng)也是油脂與堿反應(yīng)的統(tǒng)稱，制作的肥皂也是多種成分的混合物。當(dāng)我們有限的知識(shí)遇到現(xiàn)實(shí)復(fù)雜情況時(shí)，如何學(xué)會(huì)處理。在這次制皂基的一系列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同學(xué)們學(xué)到的知識(shí)遠(yuǎn)大于一個(gè)化學(xué)方程式。

三、廚房廢油變廢為寶

在制作土肥皂的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讓我們的小科研人員掌握了肥皂的反應(yīng)原理和具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和復(fù)雜性。學(xué)會(huì)了制作皂基后對(duì)我們的生活又有什么幫助呢？地溝油，曾經(jīng)在新聞報(bào)道里活躍的名詞，現(xiàn)在有關(guān)地溝油重新回到餐桌的報(bào)道少了，但是廚房里每天產(chǎn)生的廢油還在繼續(xù)，絕大多數(shù)情況下還是直接將其倒進(jìn)下水管道中。這不僅是油脂的浪費(fèi)，長(zhǎng)此以往就會(huì)造成下水管道堵塞，更會(huì)使地下水污染。利用我們制作肥皂的技術(shù)，發(fā)動(dòng)同學(xué)們回家收集廚房廢油。抽油煙機(jī)下的廢油、煎炸食物后的二次油、過(guò)期變質(zhì)的色拉油、動(dòng)物脂肪熬制的油等等。收集達(dá)到一定量后，利用我們制肥皂的技術(shù)將其制作成土肥皂。

本小課題組經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的研究，我們的小科研人員首先收獲了很多的肥皂，有漂亮的手工皂，也有自己制作的土肥皂；其次我們學(xué)習(xí)掌握了肥皂的反應(yīng)原理和制作工藝。掌握了皂化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件，師生一起收集廚房廢油，繼續(xù)優(yōu)化我們的制肥皂技術(shù)，將收集來(lái)的廢油制成肥皂，并在校園里展示我們的肥皂，最后將我們的“廚房廢油變廢為寶”的技術(shù)傳授給廣大師生和我們身邊的人。

這是師生開(kāi)展的一次研究活動(dòng)，增進(jìn)了師生之間的交流和感情。師生一起走出課堂，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，制作的肥皂能夠真正使用上，這樣的學(xué)習(xí)生活充滿樂(lè)趣，同學(xué)們也非常愿意參與。

參考文獻(xiàn)

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