Hemija definicije sapuna. Sapuni, njihova svojstva

Struktura sapuna, njegova svojstva

Sapuni su natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina (Shema 1), koje se hidroliziraju u vodenoj otopini kako bi se formirale kiseline i alkalije.

Opća formula za čvrsti sapun:

Soli formirane od jakih baza alkalnih metala i slabih karboksilnih kiselina prolaze kroz hidrolizu:

Nastala lužina emulgira, djelimično razgrađuje masti i tako oslobađa prljavštinu koja se zalijepi za tkaninu. Karboksilne kiseline stvaraju pjenu s vodom, koja hvata čestice prljavštine. Kalijumove soli su rastvorljivije u vodi od soli natrijuma i stoga imaju jače deterdžente.

Hidrofobni dio sapuna prodire u hidrofobni zagađivač, kao rezultat toga, površina svake čestice zagađivača je okružena ljuskom hidrofilnih grupa. Oni stupaju u interakciju sa polarnim molekulima vode. Zbog toga se joni deterdženta, zajedno sa zagađenjem, odvajaju od površine tkanine i prelaze u vodenu sredinu. Tako se kontaminirana površina čisti deterdžentom.

Proizvodnja sapuna se sastoji od dvije faze: hemijske i mehaničke. U prvoj fazi (kuhanje sapuna) dobija se vodeni rastvor soli natrijuma (ređe kalijuma), masnih kiselina ili njihovih supstituta.

Dobivanje viših karboksilnih kiselina prilikom krekinga i oksidacije naftnih derivata:

Dobijanje natrijumovih soli:

OD n H m COOH + NaOH = C n H m COONa + H2O.

Kuvanje sapuna završava se tretiranjem otopine sapuna (ljepila za sapun) viškom lužine ili otopinom natrijum hlorida. Kao rezultat toga, koncentrirani sloj sapuna, koji se naziva jezgro, ispliva na površinu otopine. Dobiveni sapun nazivamo zvučnim, a proces njegovog izolacije iz otopine naziva se soljenjem ili isoljavanjem.

Mehanička obrada se sastoji od hlađenja i sušenja, mljevenja, dorade i pakovanja gotovih proizvoda.

Kao rezultat procesa izrade sapuna, dobijamo najraznovrsnije proizvode koje možete vidjeti.

Proizvodnja sapuna za pranje veša završava se u fazi soljenja, dok se sapun čisti od proteina, boja i mehaničkih nečistoća. Proizvodnja toaletnog sapuna prolazi kroz sve faze mehaničke obrade. Najvažnije od njih je mljevenje, tj. prevođenje zvučnog sapuna u rastvor prokuvavanjem sa vrelom vodom i ponovljenim soljenjem. U isto vrijeme sapun ispada posebno čist i lagan.

Prašci za pranje mogu:

Nadražuju respiratorni trakt;

Stimuliraju prodiranje toksičnih tvari u kožu;

Uzrokuju kožne alergije i dermatitis.

U svim ovim slučajevima potrebno je prijeći na korištenje sapuna, čija je jedina mana što isušuje kožu.

Ako je sapun kuhan od životinjskih ili biljnih masti, tada se nakon odvajanja jezgre iz otopine izoluje glicerin nastao tokom saponifikacije, koji se široko koristi: u proizvodnji eksploziva i polimernih smola, kao omekšivač tkanine i kože, u proizvodnja parfimerijskih, kozmetičkih i medicinskih preparata, u proizvodnji konditorskih proizvoda.

U proizvodnji sapuna koriste se naftenske kiseline koje se oslobađaju prilikom prečišćavanja naftnih derivata (benzin, kerozin). U tu svrhu naftni proizvodi se tretiraju otopinom natrijevog hidroksida i dobiva se vodeni rastvor natrijevih soli naftenskih kiselina. Ova otopina se ispari i tretira običnom solju, zbog čega na površinu otopine ispliva masa tamne boje nalik na mast, sapun nafta. Za pročišćavanje sapun nafta se tretira sumpornom kiselinom. Ovaj proizvod nerastvorljiv u vodi naziva se asidol ili asidol-mylonaft. Sapun se pravi direktno od asidola.

Definicija

Sapuni- tečni ili čvrsti proizvodi koji sadrže tenzide, koji se koriste u kombinaciji sa vodom za čišćenje i njegu kože (toaletni sapun, šamponi, gelovi) ili kao hemijski deterdžent u domaćinstvu (sapun za pranje rublja).

Hemijski sastav sapuna

U pogledu hemijskog sastava:

čvrsti sapuni- mešavina rastvorljivih natrijumove soli više masne (granične i nezasićene) kiseline;

tečni sapuni- mešavina rastvorljivih kalijeve ili amonijumove soli iste kiseline

Jedna od varijanti hemijskog sastava čvrstog sapuna je $C_(17)H_(35)COONa$, tečni sapun je $CC_(17)HH_(35)COOK$. Masne kiseline koje se koriste za izradu sapuna uključuju:

• stearic(oktadekanska kiselina) - $C_(17)H_(35)COOH$, čvrsta, jednobazna zasićena karboksilna kiselina, jedna od najčešćih masnih kiselina u prirodi, uključena u obliku glicerida u sastav lipida, prvenstveno trigliceridi masti životinjskog porijekla (u ovčjoj masti do ~30%, u biljnoj (palmino ulje) - do 10%).
• palmitinska(heksadekanska kiselina) - $C_(15)H_(31)COOH$, najčešća čvrsta jednobazna zasićena karboksilna kiselina (masna kiselina) u prirodi, dio je glicerida većine životinjskih masti i biljnih ulja (maslac sadrži 25%, svinjska mast - 30%), mnoge biljne masti ((palmino, bučino, pamučno ulje, ulje brazilskog oraha, kakao itd.);
• myristic (tetradekanska kiselina) - $C_(13)H_(27)COOH$ - jednobazna zasićena karboksilna kiselina, pronađena u prirodi kao triglicerid u bademovim, palminim, kokosovim, pamučnim i drugim biljnim uljima
• lauric(dodekanska kiselina) - $C_(11)H_(23)COOH$ - jednobazna ograničavajuća karboksilna kiselina, kao i miristinska kiselina, nalazi se u mnogim biljnim uljima južnih kultura: palmino, kokosovo, ulje sjemenki šljive, ulje tucum palme itd.
• oleinska(cis-9-oktadecenska kiselina) - $CH_3(CH_2)_7-CH=CH-(CH_2)_7COOH$ ili opšta formula $C_(17)H_(33)COOH$ - tečna jednobazna mononezasićena masna kiselina, pripada omega grupa -9 nezasićene masne kiseline, koje se u velikim količinama nalaze u životinjskim mastima, posebno u ribljem ulju, kao i u mnogim biljnim uljima – maslinovom. suncokret, kikiriki, badem itd.

Dodatno, sastav sapuna može sadržavati i druge tvari koje imaju deterdžentni učinak, kao i arome i boje. Često se sapunu dodaju glicerin, talk i antiseptici kako bi se poboljšala potrošačka svojstva.

Metode proizvodnje sapuna

Sve metode izrade sapuna zasnivaju se na reakciji alkalne hidrolize masti (životinjske ili biljne):

Pravljenje tvrdog sapuna

Za pripremu čvrstog sapuna potrebno je uzeti oko 30 g svinjske masti i oko 70 g goveđe masti. Sve to otopiti, a kada se mast otopi dodati 25 g NaOH čvrste lužine i 40 ml vode. Prije dodavanja lužinu treba zagrijati.

Pažnja! S alkalijom morate raditi pažljivo kako njene prskanje ne padnu na kožu.

Nastavite grijati pola sata na laganoj vatri, ne zaboravljajući miješati (bolje je miješati staklenom šipkom). Kako voda proključa, potrebno je u smjesu dodati prethodno zagrijanu vodu.

Da biste odvojili (posolili) nastali sapun iz otopine, možete koristiti otopinu jestive soli (NaCl). Za njegovu pripremu potrebno je 20 g NaCl soli otopiti u 100 ml vode. Nakon dodavanja soli, nastavite sa zagrijavanjem smjese. Kao rezultat soljenja, na površini otopine pojavljuju se ljuspice sapuna. Nakon hlađenja, morate žlicom sakupiti ljuspice koje su se pojavile s površine otopine i istisnuti ih krpom ili gazom. Kako bi se izbjegao kontakt s ostacima alkalija na rukama, ovu operaciju je najbolje raditi u gumenim rukavicama.

Dobivenu masu treba isprati s malom količinom hladne vode i, za dobivanje ugodne arome, može se dodati alkoholna otopina mirisne tvari (na primjer, parfem). Možete dodati i boje i antiseptičke supstance. Zatim premesiti celu masu, pa uz lagano zagrevanje formirati željeni oblik.

U proizvodnji toaletnog sapuna u industrijskim razmjerima uglavnom se ne koriste životinjske masti, već biljne masti. Koliko različitih masti postoji, toliko različitih vrsta sapuna se može dobiti. Na primjer, tekući sapuni se uglavnom dobivaju iz biljnih ulja (s izuzetkom maslinovog), ali za razliku od čvrstog sapuna, tekući sapun se ne odvaja „soljenjem“.

Pravljenje tečnog sapuna

Priprema tečnog sapuna, kao i priprema čvrstog sapuna, vrši se alkalnom hidrolizom, ali se, za razliku od prethodne metode, mora koristiti rastvor kaustične potaše (KOH). Umjesto životinjske masti možete uzeti biljno ulje uz dodatak 30 g kalijum alkalija (KOH) i 40 ml vode.

Pažnja! Također, kao i kod pripreme čvrstog sapuna, lužina je kaustična tvar, bolje je raditi u rukavicama.

Sve operacije se izvode slično prvoj metodi. Međutim, umjesto da solite, morate pustiti otopinu da se ohladi uz stalno miješanje. U tom slučaju se dobija mješavina koja se sastoji od sapuna i vode, kao i male količine neizreagiranih supstanci, nazvana "glutinozni sapun". Nije potrebno odvajati smjesu. jer ima svojstva deterdženta.

POVRŠINSKO AKTIVNE TVARI (SAS)

Definicija

Površinsko aktivne supstance (tenzidi) su hemijska jedinjenja koja, koncentrišući se na granicu termodinamičkih faza, uzrokuju smanjenje površinske napetosti.

Glavna kvantitativna karakteristika surfaktanata je površinska aktivnost - sposobnost tvari da smanji površinsku napetost na granici.

Surfaktanti su organska jedinjenja koja sadrže polar deo, tj hidrofilna komponenta(funkcionalne grupe kiselina i njihovih soli -OH, -COO(H)Na, -$OSO_2O(H)Na$, -$SO_3(H)Na$) i nepolarni(ugljovodonični) deo, tj hidrofobna komponenta.

Kao što je već spomenuto, sapuni su surfaktanti. Pored raznih vrsta sapuna, surfaktanti takođe uključuju razne sintetički deterdženti (SMS), kao i alkoholi, karboksilne kiseline, amini itd.

Na osnova hemijske prirode molekula,Surfaktanti se dijele načetiri glavne klase: anjonske, kationske, nejonske i amfoterne.

1. Anionski surfaktanti sadrže jednu ili više polarnih grupa u molekuli i disociraju u vodenoj otopini da formiraju lance anjona koji određuju njihovu površinsku aktivnost. Hidrofobni dio molekule obično je predstavljen zasićenim ili nezasićenim alifatskim lancima ili alkilaromatskim radikalima. Ukupno postoji šest grupa anjonskih tenzida. Najčešći anjonski surfaktanti su alkil sulfati i alkilarilsulfonati. Ove supstance su niske toksičnosti, ne iritiraju ljudsku kožu i zadovoljavajuće su biorazgradive u vodenim tijelima, sa izuzetkom razgranatih alkil arilsulfonata. Anionski surfaktanti se koriste u proizvodnji deterdženata za pranje rublja i proizvoda za čišćenje.

2. Kationski surfaktanti disociraju u vodenoj otopini i formiraju površinski aktivni kation s dugim hidrofobnim lancem i anjonom, obično halogenim, ponekad anjonom sumporne ili fosforne kiseline. Jedinjenja koja sadrže dušik su dominantna među kationskim surfaktantima. Kationski surfaktanti manje smanjuju površinsku napetost od anionskih tenzida, ali mogu kemijski stupiti u interakciju s površinom adsorbenta, na primjer, sa ćelijskim proteinima bakterija, uzrokujući baktericidni učinak. Kationski tenzidi manje smanjuju površinsku napetost od anjonskih tenzida, ali se mogu koristiti za omekšavanje tkanina. Kationski surfaktanti se također nalaze u prašcima za pranje rublja i proizvodima za čišćenje, ali se također koriste u šamponima, gelovima za tuširanje i omekšivačima.

3. Nejonski surfaktanti ne disociraju na jone u vodi. Njihova rastvorljivost je posledica prisustva hidrofilnog etera i hidroksilnih grupa u molekulima, najčešće u lancu polietilen glikola. Karakteristična karakteristika nejonskih surfaktanata je njihovo tečno stanje i nisko pjenjenje u vodenim otopinama. Takvi surfaktanti dobro čiste poliesterska i poliamidna vlakna.

4. Amfoterni (amfolitički) surfaktanti sadrže hidrofilni radikal i hidrofobni dio u molekuli, koji može biti akceptor ili donor protona, ovisno o pH otopine. Tipično, ovi surfaktanti uključuju jednu ili više bazičnih i kiselih grupa. Ovisno o pH vrijednosti, pokazuju svojstva kationskih ili anjonskih tenzida. Iz grupe amfoternih tenzida najčešće se koriste derivati ​​betaina (npr. kokaminopropil betain). U kombinaciji s anionskim surfaktantima poboljšavaju sposobnost pjene i povećavaju sigurnost deterdženata. Ovi derivati ​​se dobijaju iz prirodnih sirovina, tako da su prilično skupe komponente. Amfoterni i nejonski surfaktanti se koriste u proizvodnji deterdženata sa delikatnim dejstvom - šampona, gelova, sredstava za čišćenje.

UTICAJ SAS NA LJUDE I KOMPONENTE ŽIVOTNE SREDINE

Vodene otopine tenzida u većim ili manjim koncentracijama dolaze sa industrijskim i kućnim otpadnim vodama u vodena tijela. Velika pažnja se poklanja prečišćavanju otpadnih voda od tenzida, jer je zbog niske stope razgradnje teško predvidjeti negativan utjecaj na biljne i životinjske organizme. Otpadne vode koje sadrže produkte hidrolize polifosfatnih surfaktanata mogu uzrokovati intenzivan rast biljaka, što dovodi do onečišćenja prethodno čistih vodnih tijela: kako biljke umiru, one počinju trunuti, a sadržaj otopljenog kisika u vodi se smanjuje, što zauzvrat pogoršava uvjete za postojanje drugih živih oblika u vodnom tijelu.

Kao i svako okruženje u biosferi, rezervoar ima svoje zaštitne sile i ima sposobnost samopročišćavanja. Do samopročišćavanja dolazi zbog razrjeđivanja, taloženja čestica na dno i stvaranja naslaga, razgradnje organskih tvari do amonijaka i njegovih soli djelovanjem mikroorganizama. Velika poteškoća u samoizlječenju vodenih tijela nakon izlaganja tenzidima je u tome što su tenzidi najčešće prisutni kao mješavina pojedinačnih homologa i izomera, od kojih svaki ispoljava individualna svojstva u interakciji s vodom i sedimentima dna, te mehanizam njihovog nastanka. biohemijska razgradnja je takođe različita. Istraživanja svojstava smjesa surfaktanata su pokazala da u koncentracijama blizu praga ove tvari imaju učinak sumiranja svojih štetnih učinaka.

Surfaktanti se dijele na one koji se brzo uništavaju u okolišu i one koji se ne uništavaju i mogu se akumulirati u organizmima u neprihvatljivim koncentracijama. Jedan od glavnih negativnih efekata surfaktanata u okolini je smanjenje površinske napetosti. U vodnim tijelima promjena površinske napetosti dovodi do smanjenja koncentracije kisika u vodenoj masi, što uzrokuje povećanje biomase plavo-zelenih i smeđih algi i smrt riba i drugih vodenih organizama.

Samo nekoliko surfaktanata se smatra sigurnim (alkilpoliglukozidi), budući da su njihovi produkti razgradnje ugljikohidrati. Međutim, kada se površinski aktivne tvari adsorbiraju na površini čestica (mulj, pijesak), brzina njihovog uništenja se višestruko smanjuje. Stoga, u normalnim uvjetima, oni mogu osloboditi (desorbirati) ione teških metala koje drže ove čestice i time povećati rizik od ulaska ovih tvari u ljudsko tijelo.

Surfaktanti mogu ući u ljudski organizam na različite načine – hranom, vodom, preko kože. Komponente surfaktanta mogu izazvati alergijske reakcije, sve do teških komplikacija.

Živio mirisni sapun,
I pahuljasti peškir
I prah za zube
I debela kapica!
hajde da se operemo, prskamo,
Plivaj, roni, prevrni se
I u kadi, iu kadi, svuda.
Vječna slava vodi!

K. Chukovsky

Ciljevi i ciljevi. Razmotriti sastav i strukturu sapuna i deterdženata, pokazati odnos između strukture i svojstava deterdženata; konsolidovati vještine rada u malim grupama, proširiti vidike učenika, razviti njihovo razmišljanje.

Oprema i reagensi. Paketi sapuna i deterdženata, informativni listovi za učenike, set hemijskog staklenog posuđa (epruvete, špiritusne lampe, hemijske čaše, držači za epruvete, staklene šipke); mast, margarin ili puter, sapun, sintetički deterdžent, tečni sapun, 15% rastvor natrijum hidroksida, rastvor natrijum hlorida (zasićen), rastvor razblažene sumporne kiseline, rastvori olovnog acetata, kalcijum hlorida, bakar sulfata, fenolftaleina, rastvori koji sadrže kalcijum ili joni magnezijuma, destilovana voda.

Proučavanje teme traje dvije lekcije, od kojih je jedna teorijska, a druga praktična.

Učenici rade u malim grupama, sjedeći po obodu učionice. Na njihovim stolovima su paketi sapuna i sintetičkih deterdženata, set hemijskog pribora i reagensa.

TOKOM NASTAVE

Učitelju. Ljudi, današnja lekcija posvećena je hemiji sapuna i deterdženata i sastojat će se od dva dijela.

U prvoj lekciji ćemo razmotriti teorijska pitanja:

Sapun u antici, istorija izrade sapuna;

Struktura sapuna, njegova svojstva;

Sastav sapuna i sintetičkih deterdženata;

Proizvodnja sapuna;

Upotreba sapuna i sintetičkih deterdženata.

U drugoj lekciji ćemo provesti laboratorijske eksperimente koji potvrđuju svojstva sapuna i sintetičkih deterdženata.

Poruka na temu
"Sapun u antici, istorija izrade sapuna"

Student.Sapun je bio poznat čovjeku prije nove ere hronologije. Najranije pominjanje sapuna u evropskim zemljama nalazi se kod rimskog pisca i učenjaka Plinija Starijeg (23-79). U raspravi "Prirodna istorija" Plinije je pisao o metodama za dobijanje sapuna saponifikacijom masti. Štaviše, pisao je o tvrdom i mekom sapunu, dobijenom pomoću sode, odnosno potaše.

Za pranje i pranje veša u Rusiji su koristili lužinu dobijenu preradom pepela vodom, jer. pepeo iz sagorelih biljnih goriva sadrži potašu.

Razvoj sapuna bio je olakšan dostupnošću sirovina. Na primjer, industrija sapuna u Marseilleu, poznata još iz ranog srednjeg vijeka, imala je maslinovo ulje i sodu. Sapunarstvo se razvilo i u Italiji, Grčkoj, Španiji, na Kipru, tj. u područjima gdje se uzgajaju masline. Prve nemačke fabrike sapuna osnovane su u 14. veku.

Hemijska suština procesa pravljenja sapuna dugo nije bila jasna. Tek krajem XVIII veka. razjašnjena je hemijska priroda masti, a zatim shvaćene reakcije njihovog saponifikacije. Švedski hemičar K.V. Scheele je 1779. godine pokazao da kada maslinovo ulje reaguje sa olovnim oksidom i vodom, nastaje slatka supstanca rastvorljiva u vodi. Godine 1817. francuski hemičar M.E. Chevrel otkrio je stearinsku, palmitinsku i oleinsku kiselinu kao produkte raspadanja masti tokom njihovog saponifikacije vodom i alkalijama. Slatku supstancu koju je dobio Scheele Chevrel je nazvao glicerol. Četrdeset godina kasnije, francuski hemičar P.E.M. Berthelot ustanovio je prirodu glicerola i objasnio hemijsku strukturu masti.

Objašnjenje teme
"Struktura sapuna, njegova svojstva"

Učitelju. Sapuni su natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina (Shema 1), koje se hidroliziraju u vodenoj otopini kako bi se formirale kiseline i alkalije.

Opća formula za čvrsti sapun:

Soli formirane od jakih baza alkalnih metala i slabih karboksilnih kiselina prolaze kroz hidrolizu:

Nastala lužina emulgira, djelimično razgrađuje masti i tako oslobađa prljavštinu koja se zalijepi za tkaninu. Karboksilne kiseline stvaraju pjenu s vodom, koja hvata čestice prljavštine. Kalijumove soli su rastvorljivije u vodi od soli natrijuma i stoga imaju jače deterdžente.

Hidrofobni dio sapuna prodire u hidrofobni zagađivač, kao rezultat toga, površina svake čestice zagađivača je okružena ljuskom hidrofilnih grupa. Oni stupaju u interakciju sa polarnim molekulima vode. Zbog toga se joni deterdženta, zajedno sa zagađenjem, odvajaju od površine tkanine i prelaze u vodenu sredinu. Tako se kontaminirana površina čisti deterdžentom.

Rad u malim grupama

Koristeći informativne listove (aplikaciju) i materijale, učenici obavljaju sljedeće zadatke.

1. Popunite tabelu.

Table

Sastav sapuna i sintetičkih deterdženata

2. Da odgovorimo na pitanje: koje su prednosti korištenja sintetičkih deterdženata u odnosu na sapun?

Igra uloga "Proizvodnja sapuna"

Jedan od studenata nastupa kao tehnolog i govori o fazama proizvodnje sapuna. Svaka grupa bira dopisnika iz medija: časopisa Soap, novina Soap Bubble, SMS televizijske kuće.

Tehnolog. Proizvodnja sapuna se sastoji od dvije faze: hemijske i mehaničke. U prvoj fazi (kuhanje sapuna) dobija se vodeni rastvor soli natrijuma (ređe kalijuma), masnih kiselina ili njihovih supstituta.

Dobivanje viših karboksilnih kiselina prilikom krekinga i oksidacije naftnih derivata:

Dobijanje natrijumovih soli:

OD n H m COOH + NaOH = C n H m COONa + H2O.

Kuvanje sapuna završava se tretiranjem otopine sapuna (ljepila za sapun) viškom lužine ili otopinom natrijum hlorida. Kao rezultat toga, koncentrirani sloj sapuna, koji se naziva jezgro, ispliva na površinu otopine. Rezultirajući sapun nazivamo zvučnim, a proces njegovog izolacije iz otopine naziva se soljenjem ili isoljavanjem.

Mehanička obrada se sastoji od hlađenja i sušenja, mljevenja, dorade i pakovanja gotovih proizvoda.

Kao rezultat procesa izrade sapuna, dobijamo najraznovrsnije proizvode koje možete vidjeti.

Dopisnik časopisa Soap. Da li su koraci u proizvodnji sapuna za pranje rublja i toaletnog sapuna isti ili se razlikuju?

Tehnolog.Proizvodnja sapuna za pranje veša završava se u fazi soljenja, dok se sapun čisti od proteina, boja i mehaničkih nečistoća. Proizvodnja toaletnog sapuna prolazi kroz sve faze mehaničke obrade. Najvažnije od njih je mljevenje, tj. prevođenje zvučnog sapuna u rastvor prokuvavanjem sa vrelom vodom i ponovljenim soljenjem. U isto vrijeme sapun ispada posebno čist i lagan.

Dopisnik novina Soap Bubble. Da li se nusproizvodi proizvode u proizvodnji sapuna i kako se koriste?

Tehnolog.Ako je sapun kuhan od životinjskih ili biljnih masti, tada se nakon odvajanja jezgre iz otopine izoluje glicerin nastao tokom saponifikacije, koji se široko koristi: u proizvodnji eksploziva i polimernih smola, kao omekšivač tkanine i kože, u proizvodnja parfimerijskih, kozmetičkih i medicinskih preparata, u proizvodnji konditorskih proizvoda.

Dopisnik TV kuće "SMS". Trenutno se dio sapuna i sintetičkih deterdženata dobiva iz naftnih derivata. Koje su tehnološke tajne takve proizvodnje?

Tehnolog.U proizvodnji sapuna koriste se naftenske kiseline koje se oslobađaju prilikom prečišćavanja naftnih derivata (benzin, kerozin). U tu svrhu naftni proizvodi se tretiraju otopinom natrijevog hidroksida i dobiva se vodeni rastvor natrijevih soli naftenskih kiselina. Ova otopina se ispari i tretira običnom solju, zbog čega na površinu otopine ispliva masa tamne boje nalik na mast, sapun nafta. Za pročišćavanje sapun nafta se tretira sumpornom kiselinom. Ovaj proizvod nerastvorljiv u vodi naziva se asidol ili asidol-mylonaft. Sapun se pravi direktno od asidola.

Radite prema šemi 2.

Na kraju prvog časa nastavnik sumira proučavanje nastavnog materijala, ukazuje na preventivne mjere prilikom upotrebe deterdženata.

Prašci za pranje mogu:

Nadražuju respiratorni trakt;

Stimuliraju prodiranje toksičnih tvari u kožu;

Uzrokuju kožne alergije i dermatitis.

U svim ovim slučajevima potrebno je prijeći na korištenje sapuna, čija je jedina mana što isušuje kožu.

Praktičan rad
"Svojstva sapuna i sintetičkih deterdženata"

(Prije početka rada - sigurnosni brifing.)

Iskustvo "Saponifikacija masti u vodeno-alkoholnom rastvoru"

U epruvetu staviti mast, margarin i puter, dodati 8-10 ml 15% alkoholnog rastvora natrijum hidroksida. Smjesu promiješati, zagrijati do ključanja. Saponirajte dok tečnost ne postane homogena. U nastalu gustu tečnost dodajte zasićeni rastvor natrijum hlorida i kuvajte rastvor 1-2 minuta.

1. Koja se supstanca pojavila na površini kao rezultat eksperimenta?

3. U koje praktične svrhe se koristi proces saponifikacije masti?

Iskustvo "Izolacija masnih kiselina"

Stavite komad čvrstog sapuna u epruvetu, dodajte 8-10 ml destilovane vode, promućkajte i zagrijte dobiveni rastvor. U otopinu sapuna dodati otopinu razrijeđene sumporne kiseline i zagrijati do ključanja.

Zadaci za samostalne zaključke

1. Koje promjene nastaju kada se otopina zagrije i ohladi?

2. Napišite jednačinu reakcije koja se odvija.

Iskustvo "Dobijanje nerastvorljivih soli masnih kiselina"

Stavite komad čvrstog sapuna u epruvetu, dodajte 8-10 ml destilovane vode, promućkajte i zagrijte dobiveni rastvor. Rastvor podeliti u tri epruvete, u prvu dodati rastvor olovnog acetata, u drugu rastvor kalcijum hlorida, a u treću rastvor bakar sulfata.

Zadaci za samostalne zaključke

1. Objasnite promjene koje se javljaju u svakoj epruveti.

2. Napišite jednačine za reakcije koje se odvijaju.

Iskustvo "Poređenje sapuna i sintetičkih deterdženata"

Pripremite u tri epruvete po 10 ml razblaženih rastvora:

a) tvrdi sapun

b) jedan od sintetičkih deterdženata u prahu;

c) tečni sapun.

Dobivene otopine podijelite na dva dijela (u svakom od njih - tri epruvete).

a) Dodajte nekoliko kapi fenolftaleina u svaku od tri epruvete prvog dijela sa različitim rastvorima. (Ako je deterdžent namijenjen za pamučne tkanine, onda je okolina alkalna, a ako je za svilene i vunene tkanine neutralna.)

b) U tri preostale epruvete drugog dela sa rastvorima sapuna i sintetičkih deterdženata, uz mućkanje dodati 2–3 ml vode koja sadrži jone Ca 2+ i Mg 2+.

Zadaci za samostalne zaključke

1. Zašto je rastvor sapuna alkalan? Objasnite svoj odgovor jednadžbom reakcije.

2. Koji od navedenih deterdženata treba koristiti za pranje:

a) pamučne tkanine;

b) svilene i vunene tkanine;

c) u tvrdoj vodi?

Na kraju časa nastavnik sumira rad na času, ukratko ponavljajući njegove glavne faze.

DODATAK

Informativni list

Životinjske masti su drevna i vrlo vrijedna sirovina za industriju sapuna. Sadrže do 40% zasićenih masnih kiselina.

Sintetičke masne kiseline se dobijaju iz naftnog parafina katalitičkom oksidacijom atmosferskim kiseonikom:

CH 3 (CH 2) m CH 2 -CH 2 (CH 2) n CH 3 + 2,5O 2 \u003d CH 3 (CH 2) m COOH + CH 3 (CH 2) n COOH + H2O.

U proizvodnji sapuna koriste se dvije frakcije: C 10 -C 16 i C 17 -C 20. Sapun za pranje rublja sadrži 35-40% sintetičkih kiselina.

U proizvodnji sapuna koristi se kolofonija, dobijena preradom smole četinara. Rosin se sastoji od mješavine smolnih kiselina koje sadrže oko 20 atoma ugljika u lancu. U recepturu sapuna za pranje veša unosi se 12-15% kolofonija po težini masnih kiselina, a u recepturu toaletnih sapuna ne više od 10%. Uvođenje kolofonija čini sapun mekim i ljepljivim.

Da bi se poboljšale karakteristike sapuna za pranje rublja i toaletnog sapuna, kao i da bi se smanjio njegov trošak, u njega se unose punila. To uključuje natrijeve soli, kazein i škrob. Kazein i škrob se koriste za pjenjenje i zadržavanje pjene. Glavno punilo toaletnog sapuna je saponin koji se dobija ispiranjem nekih biljaka.

Prilikom pranja odjeće u tvrdoj vodi koja sadrži jone kalcija i magnezija, potrošnja sapuna se povećava za 25-30%. Slabo rastvorljive soli kalcijuma i magnezija talože se na tkanini, čineći je grubom, manje elastičnom, izblijedjelom i smanjuju njenu čvrstoću.

Da bi se uklonili štetni efekti tvrde vode, sapunu se dodaje natrijum dekaoksotrifosfat (V) Na 5 P 3 O 10. Joni P 3 O 10 5– vezuju jone kalcijuma i magnezijuma u jaka nerastvorljiva jedinjenja. U suštini, oni igraju ulogu omekšivača vode. U istu svrhu prašcima za pranje rublja se dodaje i Na 5 P 3 O 10 u količini do 20%.

Osnova sintetičkih deterdženata (deterdženta) je Na-sol alkan sulfonske kiseline,

čiji udeo dostiže 30%.

Opća formula za sintetičke deterdžente:

Proizvodnja ovih supstanci zasniva se na naftnim derivatima.

Sintetički deterdženti su složeni sastav koji sadrži izbjeljivače (ultramarin, natrijum perborat) i sredstva za pjenjenje (amino alkoholi). Podjednako dobro peru i u mekoj i u tvrdoj vodi.

Istovremeno, deterdženti su vrlo sporo biorazgradivi. Akumulirajući u vodnim tijelima, dovode do snažnog rasta zelenih biljaka, što uzrokuje zalijevanje vode.

Prije pronalaska sapuna, masnoća i prljavština s kože uklanjani su pepelom i sitnim riječnim pijeskom. Egipćani su se prali pastom na bazi pčelinjeg voska pomešanom sa vodom. U starom Rimu, prilikom pranja, koristili su fino mljevenu kredu, plovućac i pepeo. Očigledno, Rimljane nije bilo neugodno što je takvim pranjem, uz prljavštinu, bilo moguće "ostrugati" dio same kože. Zasluge za pronalazak sapuna vjerovatno pripadaju galskim plemenima. Prema Pliniju Starijem, Gali su od masti i pepela bukovog drveta pravili mast, koja se koristila za farbanje kose i lečenje kožnih bolesti. I u II veku počeo se koristiti kao deterdžent.

Kršćanska religija smatrala je pranje tijela „grešnim“ činom. Mnogi "sveci" bili su poznati samo po tome što se nisu oprali cijeli život. Ali ljudi su odavno primijetili štetu i zdravstvene rizike zagađenja kože. Već u 18. veku proizvodnja sapuna je uspostavljena u Rusiji, a još ranije u nizu evropskih zemalja.

Tehnologija pravljenja sapuna od životinjskih masti evoluirala je tokom mnogo vekova. Prvo se pravi masna mešavina koja se topi i saponifikuje - prokuva sa alkalijom. Za hidrolizu masti u alkalnoj sredini uzima se malo otopljene svinjske masti, oko 10 ml etil alkohola i 10 ml rastvora alkalije. Ovdje se također dodaje sol i dobivena smjesa se zagrijava. Ovo proizvodi sapun i glicerin. Sol se dodaje da se istaloži glicerin i zagađivači. U sapunskoj masi se formiraju dva sloja - jezgro (čisti sapun) i sapunasta tekućina .

Također nabavite sapun u industriji.

Saponifikacija masti može se desiti i u prisustvu sumporne kiseline (kiselina saponifikacija). Time nastaje glicerol i više karboksilne kiseline. Potonji se pretvaraju u sapune djelovanjem lužine ili sode. Sirovine za izradu sapuna su biljna ulja (suncokretovo, pamučno seme, itd.), životinjske masti, kao i natrijum hidroksid ili soda pepeo. Biljna ulja se prethodno hidrogeniraju, odnosno pretvaraju u čvrste masti. Koriste se i zamjene masti - sintetičke karboksilne masne kiseline velike molekularne težine. Za proizvodnju sapuna potrebne su velike količine sirovina, pa je zadatak nabaviti sapun od neprehrambenih proizvoda. Karboksilne kiseline neophodne za proizvodnju sapuna dobijaju se oksidacijom parafina. Neutralizacijom kiselina koje sadrže od 9 do 15 atoma ugljika u molekulu dobija se toaletni sapun, a od kiselina koje sadrže od 16 do 20 atoma ugljenika sapun za veš i sapun za tehničke svrhe.

Sastav sapuna

Konvencionalni sapuni se uglavnom sastoje od mješavine soli palmitinske, stearinske i oleinske kiseline. Natrijumove soli formiraju čvrste sapune, kalijeve soli formiraju tečne sapune.

Sapun - natrijeve ili kalijeve soli viših karboksilnih kiselina,
dobiveni kao rezultat hidrolize masti u alkalnom mediju

Struktura sapuna može se opisati općom formulom:

R - COOM

gdje je R ugljikovodični radikal, M je metal.

Prednosti sapuna:

a) jednostavnost i lakoća upotrebe;

b) dobro uklanja sebum

c) ima antiseptička svojstva

Nedostaci sapuna i njihova eliminacija:

Eksperiment:

Uzmi šolju vode. Tamo stavite šibicu tako da pluta na površini. Dodirnite šiljasti kraj sapuna na površinu vode sa strane šibice. Šibica se udaljava od sapuna. To je zato što je površinski napon vode veći nego kod sapuna. Različite sile djeluju na šibicu sa različitih strana – ona se udaljava od veće sile površinskog napona. Površinski sloj destilovane vode je u napetom stanju poput elastičnog filma. Kada se dodaju sapun i neke druge tvari topljive u vodi, površinski napon vode opada. Sapun i drugi deterdženti se nazivaju površinski aktivnim tvarima (tenzidi). Oni smanjuju površinski napon vode, čime se poboljšavaju svojstva pranja vode.

Struktura sapuna- natrijum stearat.

Video eksperiment "Izolacija slobodnih masnih kiselina iz sapuna"

Molekula natrijevog stearata ima dugi nepolarni ugljikovodični radikal (označen valovitom linijom) i mali polarni dio:

Molekule surfaktanta na graničnoj površini smještene su na način da se hidrofilne grupe karboksilnih anjona usmjeravaju u vodu, dok se hidrofobne ugljikovodike istiskuju iz nje. Kao rezultat, površina vode je prekrivena palisadom molekula surfaktanta. Takva vodena površina ima nižu površinsku napetost, što doprinosi brzom i potpunom vlaženju kontaminiranih površina. Smanjenjem površinske napetosti vode povećavamo njenu sposobnost vlaženja.

SMS (sintetički deterdženti) - natrijeve soli estera viših alkohola i sumporne kiseline:

R - CH 2 - O - SO 2 - ONa

Ove soli sadrže od 12 do 14 atoma ugljika po molekuli i imaju vrlo dobra svojstva deterdženta. Soli kalcija i magnezija su topljive u vodi, pa se takvi sapuni peru u tvrdoj vodi. Alkil sulfati se nalaze u mnogim deterdžentima za pranje rublja.

Sintetički deterdženti oslobađaju stotine hiljada tona prehrambenih sirovina - biljna ulja i masti.

Eksperiment:

Možete uporediti sapune i SMS (prašak za pranje veša) tako što ćete proveriti sa indikatorima koje okruženje je tipično za naše deterdžente.

Kada se lakmus doda u rastvor sapuna i rastvor SMS-a, on postaje plav, a fenolftalein postaje malinast, odnosno reakcija medijuma je alkalna. Usput, ako je deterdžent namijenjen za pranje pamučnih tkanina, tada bi reakcija medija trebala biti alkalna, a ako je za svilene i vunene tkanine, ona bi trebala biti neutralna.

Šta se dešava sa sapunom i SMS-om u tvrdoj vodi?

U jednu epruvetu dodajte rastvor sapuna, a u drugu SMS rastvor, protresite ih. Šta posmatraš? Dodajte kalcijum hlorid u iste epruvete i protresite sadržaj epruveta. šta sad gledaš? SMS otopina se pjeni, a u otopini sapuna nastaju nerastvorljive soli:

2C 17 H 35 COO - + Ca 2+ \u003d Ca (C 17 H 35 COO) 2 ↓

SMS formiraju rastvorljive soli kalcijuma, koje takođe imaju površinski aktivna svojstva.

Upotreba prevelike količine ovih proizvoda dovodi do zagađenja životne sredine.

Mnoge surfaktante je teško biorazgraditi. Kada kanalizacija uđe u rijeke i jezera, ona zagađuje okoliš. Kao rezultat, formiraju se čitave planine pjene u kanalizacijskim cijevima, rijekama, jezerima, gdje ulaze industrijske i kućne otpadne vode. Upotreba nekih surfaktanata dovodi do smrti svih živih stanovnika u vodi. Zašto se otopina sapuna, padajući u rijeku ili jezero, brzo raspada, dok se neki surfaktanti ne razlažu? Činjenica je da sapuni dobiveni od masti sadrže nerazgranate ugljikovodične lance koje uništavaju bakterije. Istovremeno, neki SMS sadrže alkil sulfate ili alkil(aril)sulfonate sa ugljovodoničnim lancima koji imaju razgranatu ili aromatičnu strukturu. Bakterije ne mogu "svariti" takva jedinjenja. Stoga je pri stvaranju novih surfaktanata potrebno uzeti u obzir ne samo njihovu učinkovitost, već i sposobnost biorazgradnje - uništavanja određenih vrsta mikroorganizama.

Da biste shvatili kako napraviti sapun od nule kod kuće, morate odlučiti koja svojstva želite dobiti od željenog sapuna. Bilo da se radi o sapunu za tijelo ili šamponskom sapunu, očekujte meku finu pjenu ili velike mjehuriće, želite napraviti hidratantni sapun, antiseptik ili sapun za piling. Sastav sapuna i svojstva ovisit će o svemu tome. U ovom članku pokušat ćemo korak po korak shvatiti kako napraviti recept za sapun.

Tri kita sapuna od nule: lug, ulje i voda

Podsjetimo da su za izradu sapuna od nule dovoljne tri komponente: alkalija, voda, ulje (mast). Kao alkaliju za čvrste vrste sapuna koristimo kaustičnu sodu NaOH, za tečne sapune - kaustičnu kalijevu sodu KOH. Pa, da biste shvatili kako odabrati ulja za izradu sapuna od nule, preporučujemo da obratite pažnju na naš odjeljak. Onda ukratko

• bujna pjena dajte palmino jezgro i kokosovo ulje, postojana pjena će stvoriti maslinovo ulje, ulje slatkog badema i kukuruzno ulje
• povećati tvrdoću sapuna, a samim tim i vrijeme ispiranja - sve isto kokosovo i palmino ulje
• hidratizirati- maslinovo, shea puter, ulje slatkog badema i ulje koštica kajsije.

Naučite praviti recept za sapun od nule

Metoda izrade sapuna od nule je hemijski proces (hemija sapuna), što znači da zahteva ozbiljan pristup i tačan proračun. Stoga je potrebna točna težina ulja o kojoj će ovisiti težina lužine i vode. Odmah prema tehnologiji odaberite ulja koja želite koristiti u svom sapunu i njihovu količinu. Zatim morate spojiti vodu i lug, a za to morate izmjeriti ove sastojke.

1. Kako izmjeriti lužinu da napravite recept za sapun od nule:

Formula za izračunavanje količine alkalija:

Težina baznog ulja * broj saponifikacije * 95% = potrebna količina NaOH.

Ako u sastavu ima nekoliko ulja, tada da bismo odredili težinu lužine, pomnožimo težinu svakog ulja s odgovarajućim brojem saponifikacije, zbrojimo sve proizvode i pomnožimo rezultat sa 95%:

((težina ulja1×saponifikacija1) + (težina ulja2×saponifikacija2) + (težina ulja3×saponifikacija3)) × 95% = težina kaustične sode

Broj saponifikacije

Saponifikacija je kemijska reakcija zbog koje se iz smjese dobiva sapun i lužina se potpuno otapa u ulju. Naravno, faktor saponifikacije za različita ulja varira.

2. Kako izmjeriti vodu u sapun od nule

Formula za izračunavanje vode u sapunu od nule

Težina ulja, u gramima × 0,375 = Težina vode, u gramima

Kada koristite više ulja:

Zbir težine svih ulja, u gramima × 0,375 = Težina vode, u gramima

3. Primjer izračunavanja količine kaustične sode i vode u sapunu od nule

(Ukupni sastav 1 kg ulja)

Podatke zamjenjujemo u formulu za izračunavanje kaustične sode:

((500 × 0,134) + (400 × 0,141) + (100 × 0,193)) × 95% = 142,7 × 0,95 = 135,6 (g) - težina kaustične sode po 1 kg ulja.

Zamjenjujemo podatke u formuli za izračunavanje vode:

(500 + 400 + 100) × 0,375 = 375 (g) - težina vode po 1 kg ulja.

Primljen recept:

Maslinovo ulje - 500 g

Palmino ulje - 400 g

Ulje šipka - 100 g

Alkalija (kaustična soda) - 135,6 g

Voda (led) - 375 g

Ovo je jasan primjer kako radi ručno izračunati kalkulator sapuna.

Kalkulator sapuna

Kada kreirate svoj recept za sapun od nule, možete koristiti postojeće kalkulatore, gdje samo trebate unijeti željena ulja i njihovu težinu, a kompjuter će izračunati potrebnu količinu lužine i vode. To jest, u principu, ne morate znati broj saponifikacije, ovaj koeficijent se automatski uključuje u kalkulator. Primjeri nekoliko kalkulatora sa Interneta: , ., . Takođe pokazuje koliko je vaš recept uravnotežen, često je bolje obratiti posebnu pažnju na ovaj parametar.

Ako vjerujete samo svojim izračunima, onda koristite gornje formule i koeficijente.