Temat: Emulsja jako układ koloidalny

Adresat

Uczniowie liceum ogólnokształcącego i technikum

Podstawa programowa:

Nowa podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:

3) opisuje tworzenie się emulsji, ich zastosowania; analizuje skład kosmetyków (np. na podstawie etykiety kremu, balsamu, pasty do zębów itd.) i wyszukuje w dostępnych źródłach informacje na temat ich działania.

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres rozszerzony:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:

3) opisuje tworzenie się emulsji, ich zastosowania; analizuje skład kosmetyków (np. na podstawie etykiety kremu, balsamu, pasty do zębów itd.) i wyszukuje w dostępnych źródłach informacje na temat ich działania.

Stara podstawa programowa:

Liceum ogólnokształcące i technikum. Chemia – zakres podstawowy:

XXI. Chemia wokół nas. Uczeń:
11) opisuje tworzenie się emulsji, ich zastosowania; analizuje skład kosmetyków (na podstawie etykiety kremu, balsamu, pasty do zębów itd.) i wyszukuje w dostępnych źródłach informacje na temat ich działania.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń wyjaśnia pojęcie i omawia zastosowanie emulsji.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wyjaśniać pojęcie emulsji;

• omawiać zastosowania emulsji ze wskazaniem na różne przykłady takich związków;

• omawiać podstawowy skład emulsji;

• wyjaśniać, co to jest emulgator i na czym polega jego działanie;

• podawać skład wybranych emulsji, np. kremu, balsamu, pasty do zębów;

• omówiać sposoby działania różnych kosmetyków, np. kremu, balsamu, pasty do zębów;

• uzasadniać różnice w działaniu emulsji nawilżającej i natłuszczającej na skórę człowieka.

Metody/techniki kształcenia

• aktywizujące

  • dyskusja.

• podające

  • pogadanka.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel poleca podopiecznym, żeby przeczytali początkowy fragment abstraktu. Uczniowie wzajemnie odpytują się z jego znajomości.

2. Prowadzący pyta uczniów, czym są emulsje, i prosi, aby w formularzu zamieszczonym w abstrakcie zapisali wspólnie sformułowane pytanie badawcze i hipotezę. Następnie wyświetla film pt. „Emulsje”, a uczniowie odnotowują swoje obserwacje i wnioski. Nauczyciel wskazuje osobę, która dzieli się swoimi spostrzeżeniami i wyjaśnia zasadność zanotowanych przez siebie wniosków.

3. Nauczyciel prezentuje i omawia zdjęcia i ilustracje zamieszczone w abstrakcie. Uczniowie analizują je i odpowiadają na pytania nauczyciela.

4. Nauczyciel prosi podopiecznych, aby obejrzeli film „Określanie typu emulsji kosmetycznej”. Poleca uczniom, żeby w formularzu zamieszczonym w abstrakcie zapisali pytanie badawcze i hipotezę. Następnie wyświetla film, a uczniowie zapisują swoje obserwacje i wnioski. Nauczyciel zachęca młodzież do dyskusji, nawiązując do przedstawionych wcześniej konkluzji.

5. Uczniowie czytają fragment pt. „Emulsje kosmetyczne”. Następnie, pracując w parach, analizują dane w tabeli.

6. Nauczyciel odtwarza nagranie abstraktu. Co jakiś czas zatrzymuje je, prosząc uczniów, by opowiedzieli własnymi słowami to, co przed chwilą usłyszeli. W ten sposób uczniowie ćwiczą słuchanie ze zrozumieniem.

7. Uczniowie wykonują ćwiczenie interaktywne. Nauczyciel upewnia się, że zadanie zostało poprawnie wykonane, i udziela informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel pyta: Gdyby z przedstawionego na lekcji materiału miałaby odbyć się kartkówka, jakie pytania waszym zdaniem powinny zostać zadane?
   Gdyby uczniowie nie wyczerpali najistotniejszych zagadnień, nauczyciel może uzupełnić ich propozycje.

Praca domowa

1. Wyobraź sobie, że masz okazję przeprowadzić wywiad z naukowcem - specjalistą w dziedzinie, której dotyczyła dzisiejsza lekcja. Jakie pytania chciałbyś mu zadać? Zapisz je.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Emulsion as a colloidal system

Two liquids, such as water and alcohol, when mixed form a true (molecular) solution, in which there is no boundary between both liquids. Other liquids, such as oil and water, do not mix with each other, but they form two separate layers. This is why oil molecules cannot overcome the forces that bind polar water molecules.

When you mix water and oil, oil drops are dispersed in the water – this is how emulsion is created. The difference in surface tension between mixed substances plays an important role in this process – the less it is, the easier is to create emulsion. Dispersion by shaking, intense mixing requires work. Such emulsion is unstable – after some time these liquids will again divide themselves into two layers – oil (with lower density) stays on the top and water remain on the top. Emulsion will be fixed is you add dishwashing soap, which is the so‑called emulsifier.

Emulsions are systems consisting of immiscible liquids, where one liquid is dispersed in the second one as tiny drops. One phase (layer) is usually created by water, while the second one is an liquid immiscible with water, called the oil phase. As the structure is fragmented, emulsion seems to be homogeneous, while its heterogeneous structure can be observed only under a microscope (due to the size of dispersed phase). Emulsions are a certain type of colloids.

In colloidal solutions, the solute particle sizes are larger than in true solutions and range from 10Indeks górny -7^-7to 10Indeks górny -9^-9 m. These solutions consist of the dispersing phase which plays the role of a solvent and dispersed substance (phase) which corresponds to a solute in true solution. They scatter light falling on the solution. This is the typical property of colloidal solutions and is called the Tyndall effect.

The structure of an emulsion can be described using their phase system and volumetric ratios. Due to the mutual phase system, two types of water‑in‑oil w/o and oil‑in‑water o/w emulsions can be distinguished.

There are also multiphase emulsions – in their case it is not possible to determine exactly which phase is dispersed and which is being dispersed, because each one contains drops from the other phase.

Emulsion may be stable due to the presence of emulsifiers. An emulsifier usually dissolves better in one of two phases.

Emulsifiers are surfactants with hydrophobic and hydrophilic properties that form a molecular layer on the surface of the droplets of the dispersed liquid. The examples of emulsifiers include for example soaps, detergents, esters of polyhydric alcohols and natural substances such as gelatin, agar‑agar, lanolin, lecithin, and gum Arabic.

The simplest cream consists of fat, water and an emulsifier. Often creams contain more than one emulsifier because it ensures better stability and ensures that it will not break into layers. Some emulsifiers are both hydrophobic and hydrophilic. They are good for health and healthy look, for example lecithin, lanolin, cholesterol.

Each cosmetic emulsion consists of a fat‑wax base, emulsifiers, additional raw materials and water. Its ingredients are selected based on the purpose and mode of action of the cosmetic preparation as well as on the emulsion type we intend to obtain. Creams, lotions and cleansing milks are typical examples of emulsions.
The consistency or density of emulsions depends on the content of the dispersed phase, emulsifier type, viscosity of dispersed phase and presence of substances in this phase that affect the consistency of the cosmetic.

• An emulsion is composed of microscopic droplets of liquids dispersed in the entire volume of the second liquid. Mayonnaise is an emulsion in which small droplets of vinegar are dispersed in vegetable oil. Milk is an emulsion in which fat droplets are dispersed in an aqueous solution. Typical emulsions are mixtures of water‑insoluble (organic and mineral) oils and water.

• Types of emulsions one of the components of which is water: O/W (oil in water) – oil is the dispersed phase, water is the dispersing phase, for example milk; W/O (water in oil) – water is the dispersed phase, oil is the dispersing phase, for example margarine.

• It is not possible to obtain a stable emulsion without an emulsifier which binds hydrophobic and hydrophilic liquids. These are surfactants the structure of which make them arrange themselves along the boundary of both liquids. A part of them is immersed in a hydrophilic polar liquid and the other in a hydrophobic liquid. An emulsifier is needed to create an emulsion and increases its stability.

• Emulsifiers are widely used in pharmacy and food industry, for example lecithin is used to produce margarine.