01课程目标

课程目标
知识目标
(1)掌握常用精细化学品的结构、性质和应用知识,具备将其用于分析和解决应用化学领域复杂工程问题的能力。
(2)掌握精细化学品化学的作用原理,通过文献调研,分析复杂问题,并得出有效结论的能力。
能力目标
能够根据课程原理和国家相关标准,能够自行设计工艺和方案,进行精细化学品设计和分析的能力。
价值目标
能够基于本课程的相关专业知识分析和评价精细化学品对社会、健康、安全的影响。
学情分析
《精细化学品化学》课程是应用化学本科专业的核心课程,也是化学工程与工艺专业的方向性选修课程,在本科三年级开设。作为专业核心课程的 “精细化学品化学”,具有典型的学科交叉性,除应用化学必须掌握的基础知识外,还融合了人文、历史、经济和环境,本课程结合每章涉及领域的思政元素挖掘点,在传授知识的同时强调价值引领,以历史、节能环保理念渗透知识主线,完善“三全育人”格局,实现知识育人与价值育人的高度统一。
案例名称:追忆战时轻工记忆,凝脂成“皂”洗尽铅华
授课章节:3.1 洗涤用化学品
课时:1课时
02教学案例设计
01.本节课教学目标
知识目标
(1)了解洗涤剂的发展历史和趋势。
(2)掌握洗涤剂的配方组成及各组分在配方中的主要作用。
(3)掌握洗涤剂机制过程中的化学反应。
能力目标
(1)能够选择合适的原料,设计洗涤剂配方。
(2)通过实际需求,优化洗涤剂配方。
价值目标
能从延安时期轻化工的发展中汲取抗战文化精神,克服时艰,解决学业、科研和生活中的困难,为祖国事业发展添砖加瓦。
02.本节课教学案例设计
教学导入
课前三天布置任务:推送视频《延安大生产》和有关新华化工厂的相关介绍,追忆抗战时期轻工文化,谈谈从这段历史中,让你印象最深的是什么?哪些与本章节的内容有关。让学生用五分钟的时间讲述一段抗战轻化工史。

刻有三角形工合标志和“新华肥皂”字样的肥皂
以抗战时期轻化工行业的生产情况为切入点,重点介绍以延安工人学校化学部为基础创新的新华化学厂,在特殊时期小小的肥皂具有拓荒性意义。肥皂,现在我们已经习以为常,可它却是边区工业发展最直接的见证,在那个奋进的时代,有人挥舞着锄头、有人舞弄着钢枪、有人奋笔疾书,镰刀和铁锤组成的旗帜照亮了神州大地,亦有在这背后默默付出的工人们为中国的革命事业添砖加瓦,共同书写着伟大的延安精神。
肥皂厂是建立最多的日用化工厂,除了生产肥皂以满足军需和民生所需外,还有一个更重要的原因是生产肥皂的副产品甘油,是制造一类炸药的重要原料。甚至有些肥皂厂,把甘油生产作为第一要务,肥皂生产退于其次。
启发式教学:在敌军封锁下,那个物资匮乏的年代,以什么为原料生产肥皂?
教学展开
制皂的历史
自古以来的制皂工艺:约公元前1500年的埃及金字塔内,曾有记载与苏美尔人制作“肥皂”的相似工艺,将碱性盐与油混合起来;
抗战时期的制皂工艺:苛性碱与动植物油脂混合;
思考:由于封锁,没有苛性碱怎么办?由同学们思考。
解决办法:熟石灰+动植物油脂,生产钙皂。
思考:钙皂生产的原理是什么?其洗涤效果如何?
制皂的定义
肥皂是指至少含有8个碳原子的脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类的总称。
制皂的原料
油脂或合成脂肪酸、碱类、辅助原料与填料。
脂肪酸盐肥皂的缺点是耐硬水性能差,在硬水中使用肥皂不仅洗涤力差,同时生成的钙皂污垢在酸水中悬浮并且粘附在衣物上很难去除。肥皂与硬水中的钙、镁等离子反应生成皂垢,不但增加肥皂的耗费,而且粘结在衣物上产生的斑点会使衣物发硬。
皂的种类
硬皂:硬皂即常说的洗衣皂,它含碱量高,去油去污能力强,但对皮肤也有较大的刺激性,反复使用时可使皮肤很快发生干燥、粗糙、脱皮等现象。因此,硬皂一般只用于洗衣,不用于洗澡。
思考:透明皂和老肥皂相比,其优点是什么?
透明皂:采用牛羊油、漂白的棕榈油、椰子油做油脂原料,以多元醇,如糖类、香茅醇、聚乙二醇、丙醇或甘油或蔗糖做透明剂。
为什么棕榈油和的椰子油的引入大大改进了肥皂的洗涤效果?
表面活性剂的克拉夫特点:离子型表面活性剂,在达到某一温度后,溶解度突然增大,溶解度突然增大的温度称为克拉夫特点(Krafft Point)。Krafft点越高,CMC值越小。Krafft点是SA应用温度的下限,离子型SA的Krafft点越低,使用温度就越低。
软脂酸盐和硬脂酸盐水溶性差(克拉夫特点高),要充分发挥它们的洗涤能力往往需要在较高温度条件下使用,而含有不饱和键的油酸盐比较适合在较低温度的洗涤场合(克拉夫特点低)。椰子油中富油酸,而油酸钠的克拉夫特点为-5oC,因此含有椰油的洗衣皂具有较好的低温洗涤效果。
思考:不同油脂原料对皂类日化性能的影响?
香皂:香皂相比硬皂,它含碱量较低,还加入了较多香料,对皮肤的刺激性较小,所以洗澡时可以使用。有良好的去屑作用。
液体皂:液体皂是由椰子油、棕桐仁油及一些软性油脂(如棉籽油或花生油)的混合油与氧氧化钾水溶液混合皂化制得的,这种皂具有良好的流动性。
药皂:如果在肥皂中加入某些药物,那就成为药皂了,如硫磺皂、檀香皂等,它们能有一定程度的消毒作用。
皂基原料的选择,对制皂性能有较大的影响,要充分考虑产品的适肌性、发泡力、稳定性和硬度等。
制皂工艺
第一阶段是制造皂基
洗衣皂的制备主要在于皂基的制取,皂化法是将油脂与碱直接进行皂化反应而制取皂基,可用以下化学反应式表示:

抗战文化:新华化学厂工程师董文立(清华大学化学系毕业,强调科学技术在革命战争中的重要性)等人在一间窑洞里实验了三年,开发出洗涤肥皂、香皂等产品。制造肥皂的主要原料是烧碱,陕北神木地区出土碱,延安有石灰,于是用土碱溶液加入石灰就可以熬制出烧碱。最初,制皂的副产物甘油是当时边区军火生产急需的,为了把甘油分离出来,科技人员研究出“盐析”法生产肥皂,这是一项很复杂的技术,实验多次才成功。“盐析”后的肥皂色浅黄、光润、沫大、去污力强,可称得上优质产品,被定名为“新华肥皂”,当时月生产达7万条,除满足边区的需要外,截至1944年累计向国民党统治区输出60万条。
第二阶段是调料并加工成型

抗战时期的制皂工艺:通过介绍抗战时期的肥皂模具,介绍制皂工艺,同时与前面的抗战文化相响应,同时引发同学们思考现代手工皂的制作方法。

陕甘宁边区“新华牌”肥皂模
作业:请选择合适的油脂,设计一款手工皂。
教学总结
(1)皂类日化品的发展
(2)皂的定义
(3)皂的原料
(3)皂的种类
(4)制皂工艺
03.本节课教学反思
课程教学采用协作式教学策略,即课前任务导学——课内协作探究——课后拓展延伸。
课前任务导学:学生通过网络平台推送的视频和图文介绍,学习抗战时期的轻工业史,思考制皂工业在战时的重要性,关注战时制皂工业中与本节知识相关的专业元素。在课前任务中,感受延安的抗战文化,激发学生科技强国的热情,引发家国情怀的共鸣。
课内协作探究:以问题式驱动教学法为主要教学方法,让学生思考制皂原料与制皂工艺,同时结合抗战时期的制皂工业,强调科学技术在工业生产中的重要性。启发学生思考老肥皂与现代洗衣皂的差异,重点讲解Krafft点对皂类洗涤温度的影响。在制皂工艺中,回到延安时期的新华化学厂,以其皂模图片再次回应抗战文化。
课外拓展延伸:延安时期,特效比较匮乏的情况下,化学工作者们造出了肥皂,在现代物资丰富的年代,我们要充分利用能够获取的资源,根据需求设计合成出一款手工皂。
能力培养:通过本课程的学习,要求学生掌握皂类洗涤剂的配方设计。教学过程中,要注意体现专业知识的贯通,而不刻意去强调其中的抗战文化,以讲述工业技术史的形式,将近代制皂业中的精细化学品元素呈现出来。