เคมีนิยามสบู่. สบู่ คุณสมบัติของพวกเขา

โครงสร้างของสบู่ คุณสมบัติ

สบู่คือเกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียมของกรดไขมันที่สูงกว่า (แบบแผน 1) ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อสร้างกรดและด่าง

สูตรทั่วไปสำหรับสบู่ก้อน:

เกลือที่เกิดจากฐานโลหะอัลคาไลแก่และกรดคาร์บอกซิลิกอย่างอ่อนจะผ่านการไฮโดรไลซิส:

อัลคาไลที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดอิมัลซิไฟเออร์ สลายไขมันบางส่วน และปล่อยสิ่งสกปรกที่เกาะอยู่บนเนื้อผ้าออกมา กรดคาร์บอกซิลิกจะก่อตัวเป็นโฟมด้วยน้ำ ซึ่งจะดักจับสิ่งสกปรก เกลือโพแทสเซียมละลายในน้ำได้ดีกว่าเกลือโซเดียม ดังนั้น จึงมีคุณสมบัติเป็นผงซักฟอกที่แรงกว่า

ส่วนที่ไม่ชอบน้ำของสบู่แทรกซึมเข้าไปในสารปนเปื้อนที่ไม่ชอบน้ำ ส่งผลให้พื้นผิวของอนุภาคปนเปื้อนแต่ละชนิดถูกล้อมรอบด้วยเปลือกของกลุ่มที่ชอบน้ำ พวกมันทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำที่มีขั้ว ด้วยเหตุนี้ไอออนของผงซักฟอกและมลพิษจึงแตกตัวออกจากพื้นผิวของเนื้อผ้าและผ่านเข้าสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำ นี่คือวิธีการทำความสะอาดพื้นผิวที่ปนเปื้อนด้วยผงซักฟอก

การผลิตสบู่ประกอบด้วยสองขั้นตอน: เคมีและกลไก ในขั้นตอนแรก (การต้มสบู่) จะได้สารละลายเกลือโซเดียม (โพแทสเซียมน้อย) กรดไขมันหรือสารทดแทน

การได้รับกรดคาร์บอกซิลิกที่สูงขึ้นระหว่างการแตกร้าวและออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม:

รับเกลือโซเดียม:

จาก นชม ม COOH + NaOH = C นชม ม COONa + H2O

การทำสบู่เสร็จสิ้นโดยการบำบัดสารละลายสบู่ (กาวสบู่) ด้วยด่างหรือสารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่มากเกินไป เป็นผลให้ชั้นของสบู่เข้มข้นที่เรียกว่าแกนกลางลอยขึ้นสู่ผิวของสารละลาย สบู่ที่ได้เรียกว่า เสียง และกระบวนการแยกตัวออกจากสารละลายเรียกว่า เกลือออก หรือ เกลือออก

การประมวลผลทางกลประกอบด้วยการทำให้เย็นและทำให้แห้ง การบด การตกแต่งและการบรรจุผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

จากกระบวนการผลิตสบู่ เราได้ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายที่สุดที่คุณเห็น

การผลิตสบู่ซักผ้าเสร็จสิ้นในขั้นตอนของการขจัดเกลือออก ในขณะที่สบู่ได้รับการทำความสะอาดจากโปรตีน สี และสิ่งสกปรกเชิงกล การผลิตสบู่ห้องน้ำต้องผ่านกระบวนการทางกลทุกขั้นตอน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการเจียระไน ถ่ายโอนสบู่เสียงเป็นสารละลายโดยการต้มน้ำร้อนและเกลือซ้ำ ในขณะเดียวกันสบู่ก็ออกมาบริสุทธิ์และเบาเป็นพิเศษ

ผงซักฟอกสามารถ:

ระคายเคืองต่อทางเดินหายใจ

กระตุ้นการซึมผ่านของสารพิษเข้าสู่ผิวหนัง

ทำให้เกิดอาการแพ้ผิวหนังและผิวหนังอักเสบ

ในทุกกรณีจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้สบู่ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือทำให้ผิวแห้ง

หากสบู่ปรุงจากไขมันสัตว์หรือพืช หลังจากแยกแกนออกแล้ว กลีเซอรีนที่เกิดขึ้นในระหว่างการสะพอนิฟิเคชันจะถูกแยกออกจากสารละลาย ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย: ในการผลิตวัตถุระเบิดและเรซินโพลิเมอร์ เป็นสารปรับผ้านุ่มและผิวหนัง การผลิตเครื่องหอม เครื่องสำอาง และเวชภัณฑ์ การผลิตขนม

ในการผลิตสบู่จะใช้กรดแนฟเทนิกซึ่งปล่อยออกมาในระหว่างการทำให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมบริสุทธิ์ (น้ำมันเบนซินน้ำมันก๊าด) เพื่อจุดประสงค์นี้ ผลิตภัณฑ์น้ำมันจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และได้สารละลายเกลือโซเดียมของกรดแนฟเทนิกในน้ำ วิธีการแก้ปัญหานี้ระเหยและบำบัดด้วยเกลือทั่วไปซึ่งเป็นผลมาจากการที่ก้อนสบู่ที่มีสีเข้มคล้ายขี้ผึ้งสบู่ลอยขึ้นสู่พื้นผิวของสารละลาย ในการทำสบู่แนฟทาให้บริสุทธิ์นั้นจะต้องบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริก ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำนี้เรียกว่า asidol หรือ asidol-mylonaft สบู่ทำจาก asidol โดยตรง

คำนิยาม

สบู่- ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวหรือของแข็งที่มีสารลดแรงตึงผิว ใช้ร่วมกับน้ำเพื่อทำความสะอาดและดูแลผิว (สบู่ล้างห้องน้ำ แชมพู เจล) หรือใช้เป็นน้ำยาทำความสะอาดในครัวเรือน (สบู่ซักผ้า)

องค์ประกอบทางเคมีของสบู่

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี:

สบู่แข็ง- ส่วนผสมของสารที่ละลายน้ำได้ เกลือโซเดียมกรดไขมันสูง (จำกัด และไม่อิ่มตัว);

สบู่เหลว- ส่วนผสมของสารที่ละลายน้ำได้ เกลือโพแทสเซียมหรือแอมโมเนียมกรดชนิดเดียวกัน

หนึ่งในองค์ประกอบทางเคมีของสบู่แข็งคือ $C_(17)H_(35)COONa$ สบู่เหลวคือ $CC_(17)HH_(35)COOK$กรดไขมันที่ใช้ทำสบู่ได้แก่

• สเตีย(octadecanoic acid) - $C_(17)H_(35)COOH$, ของแข็ง, กรดคาร์บอกซิลิกอิ่มตัวชนิดโมโนเบสิก, หนึ่งในกรดไขมันที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ, รวมอยู่ในรูปของกลีเซอไรด์ในองค์ประกอบ ไขมันส่วนใหญ่เป็นไตรกลีเซอไรด์ของไขมันสัตว์ (ในไขมันแกะมากถึง ~ 30% ในผัก (น้ำมันปาล์ม) - มากถึง 10%)
• ฝ่ามือ(กรดเฮกซาเดคาโนอิก) - $C_(15)H_(31)COOH$ กรดคาร์บอกซิลิกอิ่มตัวเชิงเดี่ยวชนิดแข็งที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ เป็นส่วนหนึ่งของกลีเซอไรด์ของไขมันสัตว์และน้ำมันพืชส่วนใหญ่ (เนยมี 25% น้ำมันหมู - 30%), ไขมันพืชหลายชนิด ((ปาล์ม, ฟักทอง, น้ำมันเมล็ดฝ้าย, น้ำมันถั่วบราซิล, โกโก้, ฯลฯ );
• ลึกลับ (tetradecanoic acid) - $C_(13)H_(27)COOH$ - กรดคาร์บอกซิลิกอิ่มตัวชนิดโมโนเบสิก พบในธรรมชาติในรูปของไตรกลีเซอไรด์ในอัลมอนด์ ปาล์ม มะพร้าว เมล็ดฝ้าย และน้ำมันพืชอื่นๆ
• ลอริค(กรดโดเดคาโนอิก) - $C_(11)H_(23)COOH$ - กรดคาร์บอกซิลิกจำกัดโมโนเบสิก รวมทั้งกรดไมริสติก พบได้ในน้ำมันพืชหลายชนิดของวัฒนธรรมทางใต้: ปาล์ม มะพร้าว น้ำมันเมล็ดพลัม น้ำมันปาล์มทูคัม ฯลฯ
• โอเลอิก(cis-9-octadecenoic acid) - $CH_3(CH_2)_7-CH=CH-(CH_2)_7COOH$ หรือสูตรทั่วไป $C_(17)H_(33)COOH$ - กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงเดี่ยวชนิดเหลว monobasic เป็นของ กรดไขมันไม่อิ่มตัวกลุ่มโอเมก้า -9 พบได้ในไขมันสัตว์ในปริมาณมากโดยเฉพาะในน้ำมันปลาและในน้ำมันพืชหลายชนิด - มะกอก ทานตะวัน ถั่วลิสง อัลมอนด์ ฯลฯ

นอกจากนี้ ส่วนประกอบของสบู่อาจมีสารอื่นๆ ที่มีฤทธิ์ในการชะล้าง เช่นเดียวกับกลิ่นและสีย้อม บ่อยครั้งที่มีการเติมกลีเซอรีน แป้งทาตัว และสารฆ่าเชื้อโรคลงในสบู่เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของผู้บริโภค

กรรมวิธีการผลิตสบู่

วิธีการทำสบู่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของอัลคาไลน์ไฮโดรไลซิสของไขมัน (สัตว์หรือผัก):

ทำสบู่แข็ง

ในการเตรียมสบู่แข็งคุณต้องใช้น้ำมันหมูประมาณ 30 กรัมและไขมันจากเนื้อวัวประมาณ 70 กรัม ละลายทั้งหมดนี้ และเมื่อไขมันละลาย ให้เติม NaOH solid alkali 25 กรัม และน้ำ 40 มล. ก่อนเติมน้ำด่างควรอุ่น

ความสนใจ!ด้วยอัลคาไลคุณต้องทำงานอย่างระมัดระวังเพื่อไม่ให้กระเด็นโดนผิวหนัง

ให้ความร้อนต่อไปอีกครึ่งชั่วโมงด้วยไฟอ่อน ๆ โดยไม่ลืมคน (ควรคนด้วยแท่งแก้ว) เมื่อน้ำเดือด คุณต้องเติมน้ำอุ่นลงในส่วนผสม

หากต้องการแยก (เกลือออก) สบู่ที่เป็นผลลัพธ์ออกจากสารละลาย คุณสามารถใช้สารละลายเกลือบริโภค (NaCl) ในการเตรียมเกลือ NaCl 20 กรัมต้องละลายในน้ำ 100 มล. หลังจากใส่เกลือแล้ว ให้อุ่นส่วนผสมต่อไป เกล็ดสบู่จะปรากฏขึ้นบนพื้นผิวของสารละลายเนื่องจากเกลือออก หลังจากระบายความร้อนแล้วคุณต้องรวบรวมสะเก็ดที่ปรากฏจากพื้นผิวของสารละลายด้วยช้อนแล้วบีบออกด้วยผ้าหรือผ้ากอซ เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับสารอัลคาไลที่ตกค้างอยู่ในมือ การดำเนินการนี้ทำได้ดีที่สุดด้วยถุงมือยาง

มวลที่ได้จะต้องล้างด้วยน้ำเย็นเล็กน้อยและเพื่อให้ได้กลิ่นหอมสามารถเพิ่มสารละลายแอลกอฮอล์ของสารที่มีกลิ่นหอม (เช่นน้ำหอม) คุณยังสามารถเติมสีและสารฆ่าเชื้อได้ จากนั้นนวดมวลทั้งหมดและด้วยการวอร์มอัพเล็กน้อยเพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ

ในการผลิตสบู่ห้องน้ำในระดับอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะไม่ใช้ไขมันสัตว์ แต่เป็นไขมันพืช มีไขมันแตกต่างกันกี่ชนิดจึงสามารถรับสบู่ได้หลายประเภท ตัวอย่างเช่น สบู่เหลวส่วนใหญ่ได้มาจากน้ำมันพืช (ยกเว้นน้ำมันมะกอก) แต่ไม่เหมือนกับสบู่ก้อนตรงที่สบู่เหลวไม่ได้ถูกแยกออกโดยการ "แยกเกลือออก"

ทำสบู่เหลว

การเตรียมสบู่เหลวเช่นเดียวกับการเตรียมสบู่แข็งนั้นดำเนินการโดยการไฮโดรไลซิสด้วยด่าง แต่ไม่เหมือนกับวิธีการก่อนหน้านี้ ต้องใช้สารละลายของโพแทชกัดกร่อน (KOH) คุณสามารถใช้น้ำมันพืชแทนไขมันสัตว์โดยเติมโพแทสเซียมอัลคาไล (KOH) 30 กรัมและน้ำ 40 มล.

ความสนใจ!เช่นเดียวกับการเตรียมสบู่แข็ง อัลคาไลเป็นสารกัดกร่อน ควรใช้ถุงมือจะดีกว่า

การดำเนินการทั้งหมดดำเนินการคล้ายกับวิธีแรก อย่างไรก็ตาม แทนที่จะทิ้งเกลือ คุณต้องปล่อยให้สารละลายเย็นลงและคนตลอดเวลา ในกรณีนี้จะได้ส่วนผสมซึ่งประกอบด้วยสบู่และน้ำรวมถึงสารที่ไม่ทำปฏิกิริยาจำนวนเล็กน้อยที่เรียกว่า "สบู่ข้าวเหนียว" ไม่จำเป็นต้องแยกส่วนผสม เพราะมีคุณสมบัติในการซักล้าง

สารที่ออกฤทธิ์ต่อพื้นผิว (SAS)

คำนิยาม

สารที่ออกฤทธิ์ต่อพื้นผิว (สารลดแรงตึงผิว) เป็นสารประกอบทางเคมีที่มุ่งเน้นไปที่ส่วนต่อประสานของเฟสทางอุณหพลศาสตร์ ทำให้แรงตึงผิวลดลง

ลักษณะเชิงปริมาณที่สำคัญของสารลดแรงตึงผิวคือกิจกรรมของพื้นผิว - ความสามารถของสารในการลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสาน

สารลดแรงตึงผิวเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มี ขั้วโลกส่วนหนึ่งนั่นคือ ส่วนประกอบที่ชอบน้ำ(หมู่ฟังก์ชันของกรดและเกลือของกรด -OH, -COO(H)Na, -$OSO_2O(H)Na$, -$SO_3(H)Na$) และ ไม่มีขั้ว(ไฮโดรคาร์บอน) ส่วนหนึ่งก็คือ ส่วนประกอบที่ไม่ชอบน้ำ.

สบู่เป็นสารลดแรงตึงผิว นอกจากสบู่ประเภทต่างๆ แล้ว ยังรวมถึงสารลดแรงตึงผิวด้วยหลากหลาย ผงซักฟอกสังเคราะห์ (SMS) รวมทั้งแอลกอฮอล์ กรดคาร์บอกซิลิก เอมีน ฯลฯ

บน พื้นฐานของธรรมชาติทางเคมีของโมเลกุลสารลดแรงตึงผิวแบ่งออกเป็นสี่คลาสหลัก: ประจุลบ ประจุบวก ไม่มีประจุ และแอมโฟเทอริก

1. สารลดแรงตึงผิวประจุลบมีกลุ่มขั้วตั้งแต่หนึ่งกลุ่มขึ้นไปในโมเลกุลและแยกตัวออกจากกันในสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อสร้างสายโซ่ของแอนไอออนที่กำหนดกิจกรรมพื้นผิวของพวกมัน ส่วนที่ไม่ชอบน้ำของโมเลกุลมักจะแสดงด้วยสายอะลิฟาติกที่อิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัวหรืออนุมูลอัลคลาโรมาติก สารลดแรงตึงผิวประจุลบมีทั้งหมดหกกลุ่ม สารลดแรงตึงผิวประจุลบที่พบมากที่สุด ได้แก่ อัลคิลซัลเฟตและอัลคิลาริลซัลโฟเนต สารเหล่านี้มีความเป็นพิษต่ำ ไม่ระคายเคืองต่อผิวหนังมนุษย์ และสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างน่าพอใจในแหล่งน้ำ ยกเว้นอัลคิลอะริลซัลโฟเนตที่แตกกิ่งก้านสาขา สารลดแรงตึงผิวประจุลบใช้ในการผลิตน้ำยาซักผ้าและผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด

2. สารลดแรงตึงผิวประจุบวกแยกตัวออกจากสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อสร้างไอออนบวกที่พื้นผิวซึ่งมีสายโซ่ยาวที่ไม่ชอบน้ำและแอนไอออน โดยปกติจะเป็นเฮไลด์ บางครั้งเป็นแอนไอออนของกรดซัลฟิวริกหรือกรดฟอสฟอริก สารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบหลักในกลุ่มสารลดแรงตึงผิวประจุบวก สารลดแรงตึงผิวประจุบวกช่วยลดแรงตึงผิวน้อยกว่าสารลดแรงตึงผิวประจุลบ แต่สามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีกับพื้นผิวของตัวดูดซับ ตัวอย่างเช่น กับโปรตีนในเซลล์ของแบคทีเรีย ซึ่งก่อให้เกิดผลในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย สารลดแรงตึงผิวประจุบวกช่วยลดแรงตึงผิวน้อยกว่าสารลดแรงตึงผิวประจุลบ แต่สามารถใช้เพื่อทำให้ผ้านุ่มได้ สารลดแรงตึงผิวประจุบวกยังพบในผงซักฟอกและผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด แต่ก็ใช้ในแชมพู เจลอาบน้ำ และน้ำยาปรับผ้านุ่ม

3. สารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุไม่แตกตัวเป็นไอออนในน้ำ ความสามารถในการละลายของพวกมันเกิดจากการมีกลุ่มอีเทอร์ที่ชอบน้ำและกลุ่มไฮดรอกซิลในโมเลกุล ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นสายโซ่โพลีเอทิลีนไกลคอล คุณลักษณะเฉพาะของสารลดแรงตึงผิวที่ไม่มีประจุคือสถานะของเหลวและการเกิดฟองต่ำในสารละลายที่เป็นน้ำ สารลดแรงตึงผิวดังกล่าวทำความสะอาดเส้นใยโพลีเอสเตอร์และโพลีเอไมด์ได้ดี

4. สารลดแรงตึงผิวแอมโฟเทอริก (แอมโฟไลติก)มีอนุมูลที่ชอบน้ำและส่วนที่ไม่ชอบน้ำในโมเลกุล ซึ่งสามารถเป็นตัวรับหรือตัวให้โปรตอน ขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย โดยทั่วไปแล้ว สารลดแรงตึงผิวเหล่านี้ประกอบด้วยกลุ่มพื้นฐานและเป็นกรดหนึ่งกลุ่มหรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับค่า pH พวกเขาแสดงคุณสมบัติของสารลดแรงตึงผิวประจุบวกหรือประจุลบ จากกลุ่มของสารลดแรงตึงผิว amphoteric มักใช้อนุพันธ์ของเบทาอีน (เช่น cocaminopropyl betaine) เมื่อใช้ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวประจุลบ จะช่วยปรับปรุงความสามารถในการเกิดฟองและเพิ่มความปลอดภัยของผงซักฟอก อนุพันธ์เหล่านี้ได้มาจากวัตถุดิบจากธรรมชาติ ดังนั้นจึงเป็นส่วนประกอบที่มีราคาค่อนข้างแพง สารลดแรงตึงผิวแบบแอมโฟเทอริกและไม่มีไอออนิกใช้ในการผลิตผงซักฟอกที่มีฤทธิ์ละเอียดอ่อน เช่น แชมพู เจล น้ำยาทำความสะอาด

ผลกระทบของ SAS ต่อมนุษย์และองค์ประกอบสิ่งแวดล้อม

สารละลายที่เป็นน้ำของสารลดแรงตึงผิวที่มีความเข้มข้นมากหรือน้อยจะมาพร้อมกับน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมและในครัวเรือนลงสู่แหล่งน้ำ ให้ความสนใจอย่างมากกับการบำบัดน้ำเสียจากสารลดแรงตึงผิว เนื่องจากอัตราการสลายตัวต่ำ ผลกระทบด้านลบต่อสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์จึงเป็นเรื่องยากที่จะคาดเดาได้ น้ำเสียที่มีผลิตภัณฑ์ไฮโดรไลซิสของสารลดแรงตึงผิวโพลีฟอสเฟตสามารถทำให้เกิดการเจริญเติบโตของพืชอย่างเข้มข้น ซึ่งนำไปสู่มลพิษของแหล่งน้ำที่สะอาดก่อนหน้านี้ เมื่อพืชตาย พืชจะเริ่มเน่า และปริมาณออกซิเจนที่ละลายในน้ำจะลดลง ซึ่งจะทำให้สภาวะแย่ลง การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นในแหล่งน้ำ

เช่นเดียวกับสภาพแวดล้อมอื่นๆ ของชีวมณฑล อ่างเก็บน้ำมีกองกำลังป้องกันตัวเองและมีความสามารถในการชำระล้างตัวเอง การทำให้บริสุทธิ์ด้วยตนเองเกิดขึ้นเนื่องจากการเจือจาง การตกตะกอนของอนุภาคไปที่ด้านล่างและการก่อตัวของตะกอน การสลายตัวของสารอินทรีย์เป็นแอมโมเนียและเกลือของมันเนื่องจากการกระทำของจุลินทรีย์ ความยากลำบากอย่างมากในการรักษาตัวเองของแหล่งน้ำหลังจากสัมผัสกับสารลดแรงตึงผิวคือสารลดแรงตึงผิวส่วนใหญ่มักปรากฏเป็นส่วนผสมของโฮโมลอกและไอโซเมอร์แต่ละชนิด ซึ่งแต่ละชนิดแสดงคุณสมบัติเฉพาะเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำและตะกอนด้านล่าง และกลไกของพวกมัน การสลายตัวทางชีวเคมีก็แตกต่างกันเช่นกัน การศึกษาคุณสมบัติของสารผสมลดแรงตึงผิวแสดงให้เห็นว่าสารเหล่านี้มีความเข้มข้นใกล้เคียงกับเกณฑ์ซึ่งมีผลสรุปผลที่เป็นอันตราย

สารลดแรงตึงผิวแบ่งออกเป็นสารที่ถูกทำลายอย่างรวดเร็วในสิ่งแวดล้อมและสารที่ไม่ถูกทำลายและสามารถสะสมในสิ่งมีชีวิตในระดับความเข้มข้นที่ยอมรับไม่ได้ ผลกระทบด้านลบที่สำคัญอย่างหนึ่งของสารลดแรงตึงผิวในสิ่งแวดล้อมคือการลดลงของแรงตึงผิว ในแหล่งน้ำ การเปลี่ยนแปลงของแรงตึงผิวนำไปสู่การลดลงของความเข้มข้นของออกซิเจนในมวลน้ำ ซึ่งทำให้มวลชีวภาพของสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินและสีน้ำตาลเพิ่มขึ้น และการตายของปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่นๆ

สารลดแรงตึงผิวเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ถือว่าปลอดภัย (อัลคิลโพลีกลูโคไซด์) เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายคือคาร์โบไฮเดรต อย่างไรก็ตาม เมื่อสารลดแรงตึงผิวถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาค (ตะกอน ทราย) อัตราการทำลายจะลดลงหลายเท่า ดังนั้นภายใต้สภาวะปกติ พวกมันสามารถปล่อย (ดูดซับ) ไอออนของโลหะหนักที่อนุภาคเหล่านี้จับไว้ได้ และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มความเสี่ยงที่สารเหล่านี้เข้าสู่ร่างกายมนุษย์

สารลดแรงตึงผิวสามารถเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ได้หลายวิธี ทั้งทางอาหาร น้ำ ทางผิวหนัง ส่วนประกอบของสารลดแรงตึงผิวสามารถทำให้เกิดอาการแพ้ จนเกิดภาวะแทรกซ้อนรุนแรงได้

สบู่หอมอายุยืน
และผ้าขนหนูเนื้อนุ่ม
และผงขัดฟัน
และหอยเชลล์ตัวหนา!
มาล้างสาด
ว่ายน้ำ ดำน้ำ เกลือกกลิ้ง
และในอ่างและในอ่างทุกที่
ศักดิ์ศรีนิรันดร์สู่น้ำ!

เค. ชูคอฟสกี้

เป้าหมายและเป้าหมายพิจารณาองค์ประกอบและโครงสร้างของสบู่และผงซักฟอก แสดงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและคุณสมบัติของผงซักฟอก รวมทักษะการทำงานเป็นกลุ่มเล็ก ๆ ขยายขอบเขตของนักเรียนพัฒนาความคิด

อุปกรณ์และน้ำยา.แพ็คเกจสบู่และผงซักฟอก, เอกสารข้อมูลสำหรับนักเรียน, ชุดเครื่องแก้วเคมี (หลอดทดลอง, ตะเกียงวิญญาณ, ถ้วยใส่สารเคมี, ที่วางหลอดทดลอง, แท่งแก้ว); ไขมัน, มาการีนหรือเนย, สบู่, ผงซักฟอกสังเคราะห์, สบู่เหลว, สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 15%, สารละลายโซเดียมคลอไรด์ (อิ่มตัว), สารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจาง, สารละลายของตะกั่วอะซิเตต, แคลเซียมคลอไรด์, คอปเปอร์ซัลเฟต, ฟีนอล์ฟทาลีน, สารละลายที่มีแคลเซียมหรือ แมกนีเซียมไอออน น้ำกลั่น

การศึกษาหัวข้อนี้ใช้เวลาสองบทเรียน บทเรียนหนึ่งเป็นบทเรียนเชิงทฤษฎี บทเรียนที่สองคือภาคปฏิบัติ

นักเรียนทำงานเป็นกลุ่มเล็กๆ นั่งรอบห้องเรียน บนโต๊ะมีห่อสบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์ ชุดอุปกรณ์เคมีและน้ำยา

ระหว่างเรียน

ครู. พวกบทเรียนวันนี้เกี่ยวกับเคมีของสบู่และผงซักฟอกและจะประกอบด้วยสองส่วน

ในบทเรียนแรก เราจะพิจารณาคำถามเชิงทฤษฎี:

สบู่ในสมัยโบราณ ประวัติการทำสบู่

โครงสร้างของสบู่ คุณสมบัติ;

ส่วนประกอบของสบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์

การผลิตสบู่

การใช้สบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์

ในบทที่สอง เราจะทำการทดลองในห้องปฏิบัติการเพื่อยืนยันคุณสมบัติของสบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์

ข้อความในหัวข้อ
"สบู่โบราณ ประวัติศาสตร์การทำสบู่"

นักเรียน.มนุษย์รู้จักสบู่ก่อนยุคใหม่ของเหตุการณ์ การกล่าวถึงสบู่ในประเทศแถบยุโรปเร็วที่สุดพบได้จากนักเขียนและนักวิชาการชาวโรมัน พลินีผู้เฒ่า (23-79) ในบทความ "ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ" พลินีเขียนเกี่ยวกับวิธีการรับสบู่โดยการสะพอนของไขมัน นอกจากนี้ เขาเขียนเกี่ยวกับสบู่แข็งและสบู่อ่อนซึ่งได้มาจากโซดาและโพแทชตามลำดับ

สำหรับการซักและซักเสื้อผ้าในมาตุภูมิพวกเขาใช้น้ำด่างที่ได้จากการแปรรูปขี้เถ้าด้วยน้ำเพราะ เถ้าจากเชื้อเพลิงพืชเผามีโพแทช

การพัฒนาของการทำสบู่ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยความพร้อมของวัตถุดิบ ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมสบู่ Marseille ซึ่งรู้จักกันมาตั้งแต่ยุคกลางตอนต้นมีน้ำมันมะกอกและโซดา การทำสบู่ได้รับการพัฒนาในอิตาลี กรีซ สเปน ไซปรัส เช่น ในพื้นที่ที่ปลูกต้นมะกอก โรงงานสบู่เยอรมันแห่งแรกก่อตั้งขึ้นในศตวรรษที่ 14

สาระสำคัญทางเคมีของกระบวนการผลิตสบู่ไม่ชัดเจนมาเป็นเวลานาน ในตอนท้ายของศตวรรษที่สิบแปดเท่านั้น ลักษณะทางเคมีของไขมันได้รับการชี้แจง จากนั้นจึงเข้าใจปฏิกิริยาของสารสะพอนิฟิเคชัน ในปี ค.ศ. 1779 K.V. Scheele นักเคมีชาวสวีเดนได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อน้ำมันมะกอกทำปฏิกิริยากับตะกั่วออกไซด์และน้ำ จะเกิดสารหวานที่ละลายในน้ำได้ ในปี พ.ศ. 2360 M.E. Chevrel นักเคมีชาวฝรั่งเศสได้ค้นพบกรดสเตียริก กรดปาล์มิติก และกรดโอเลอิกเป็นผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของไขมันระหว่างการทำให้เป็นกรดด้วยน้ำและด่าง สารหวานที่ได้จาก Scheele นั้นถูกตั้งชื่อว่ากลีเซอรอลโดย Chevrel สี่สิบปีต่อมา นักเคมีชาวฝรั่งเศส P.E.M. Berthelot ได้กำหนดธรรมชาติของกลีเซอรอลและอธิบายโครงสร้างทางเคมีของไขมัน

คำอธิบายหัวข้อ
"โครงสร้างของสบู่ คุณสมบัติ"

ครู. สบู่คือเกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียมของกรดไขมันที่สูงกว่า (แบบแผน 1) ซึ่งถูกไฮโดรไลซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำเพื่อสร้างกรดและด่าง

สูตรทั่วไปสำหรับสบู่ก้อน:

เกลือที่เกิดจากฐานโลหะอัลคาไลแก่และกรดคาร์บอกซิลิกอย่างอ่อนจะผ่านการไฮโดรไลซิส:

อัลคาไลที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดอิมัลซิไฟเออร์ สลายไขมันบางส่วน และปล่อยสิ่งสกปรกที่เกาะอยู่บนเนื้อผ้าออกมา กรดคาร์บอกซิลิกจะก่อตัวเป็นโฟมด้วยน้ำ ซึ่งจะดักจับสิ่งสกปรก เกลือโพแทสเซียมละลายในน้ำได้ดีกว่าเกลือโซเดียม ดังนั้น จึงมีคุณสมบัติเป็นผงซักฟอกที่แรงกว่า

ส่วนที่ไม่ชอบน้ำของสบู่แทรกซึมเข้าไปในสารปนเปื้อนที่ไม่ชอบน้ำ ส่งผลให้พื้นผิวของอนุภาคปนเปื้อนแต่ละชนิดถูกล้อมรอบด้วยเปลือกของกลุ่มที่ชอบน้ำ พวกมันทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำที่มีขั้ว ด้วยเหตุนี้ไอออนของผงซักฟอกและมลพิษจึงแตกตัวออกจากพื้นผิวของเนื้อผ้าและผ่านเข้าสู่สิ่งแวดล้อมทางน้ำ นี่คือวิธีการทำความสะอาดพื้นผิวที่ปนเปื้อนด้วยผงซักฟอก

งานกลุ่มเล็กๆ

การใช้แผ่นข้อมูล (ใบสมัคร) และเอกสารแจก นักเรียนดำเนินการดังต่อไปนี้

1. กรอกข้อมูลลงในตาราง

โต๊ะ

ส่วนประกอบของสบู่และสารซักฟอกสังเคราะห์

2. เพื่อตอบคำถาม: ข้อดีของการใช้ผงซักฟอกสังเคราะห์เมื่อเทียบกับสบู่คืออะไร?

เกมเล่นตามบทบาท "การผลิตสบู่"

นักเรียนคนหนึ่งทำหน้าที่เป็นนักเทคโนโลยีพูดคุยเกี่ยวกับขั้นตอนการผลิตสบู่ แต่ละกลุ่มเลือกนักข่าวจากสื่อ: นิตยสาร Soap, หนังสือพิมพ์ Soap Bubble, บริษัท SMS โทรทัศน์

นักเทคโนโลยี. การผลิตสบู่ประกอบด้วยสองขั้นตอน: เคมีและกลไก ในขั้นตอนแรก (การต้มสบู่) จะได้สารละลายเกลือโซเดียม (โพแทสเซียมน้อย) กรดไขมันหรือสารทดแทน

การได้รับกรดคาร์บอกซิลิกที่สูงขึ้นระหว่างการแตกร้าวและออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม:

รับเกลือโซเดียม:

จาก นชม ม COOH + NaOH = C นชม ม COONa + H2O

การทำสบู่เสร็จสิ้นโดยการบำบัดสารละลายสบู่ (กาวสบู่) ด้วยด่างหรือสารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่มากเกินไป เป็นผลให้ชั้นของสบู่เข้มข้นที่เรียกว่าแกนกลางลอยขึ้นสู่ผิวของสารละลาย สบู่ที่ได้เรียกว่า เสียง และกระบวนการแยกตัวออกจากสารละลายเรียกว่า เกลือออก หรือ เกลือออก

การประมวลผลทางกลประกอบด้วยการทำให้เย็นและทำให้แห้ง การบด การตกแต่งและการบรรจุผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

จากกระบวนการผลิตสบู่ เราได้ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายที่สุดที่คุณเห็น

ผู้สื่อข่าวนิตยสารสบู่ ขั้นตอนในการผลิตสบู่ซักผ้าและสบู่ในห้องน้ำเหมือนกันหรือแตกต่างกันอย่างไร?

นักเทคโนโลยี.การผลิตสบู่ซักผ้าเสร็จสิ้นในขั้นตอนของการขจัดเกลือออก ในขณะที่สบู่ได้รับการทำความสะอาดจากโปรตีน สี และสิ่งสกปรกเชิงกล การผลิตสบู่ห้องน้ำต้องผ่านกระบวนการทางกลทุกขั้นตอน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการเจียระไน ถ่ายโอนสบู่เสียงเป็นสารละลายโดยการต้มน้ำร้อนและเกลือซ้ำ ในขณะเดียวกันสบู่ก็ออกมาบริสุทธิ์และเบาเป็นพิเศษ

ผู้สื่อข่าวหนังสือพิมพ์ฟองสบู่ ผลพลอยได้ในการผลิตสบู่คืออะไรและนำไปใช้อย่างไร?

นักเทคโนโลยี.หากสบู่ปรุงจากไขมันสัตว์หรือพืช หลังจากแยกแกนออกแล้ว กลีเซอรีนที่เกิดขึ้นในระหว่างการสะพอนิฟิเคชันจะถูกแยกออกจากสารละลาย ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย: ในการผลิตวัตถุระเบิดและเรซินโพลิเมอร์ เป็นสารปรับผ้านุ่มและผิวหนัง การผลิตเครื่องหอม เครื่องสำอาง และเวชภัณฑ์ การผลิตขนม

ผู้สื่อข่าวของ บริษัท โทรทัศน์ "SMS" ปัจจุบัน สบู่และสารซักฟอกสังเคราะห์ส่วนหนึ่งได้มาจากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ความลับทางเทคโนโลยีของการผลิตดังกล่าวคืออะไร?

นักเทคโนโลยี.ในการผลิตสบู่จะใช้กรดแนฟเทนิกซึ่งปล่อยออกมาในระหว่างการทำให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมบริสุทธิ์ (น้ำมันเบนซินน้ำมันก๊าด) เพื่อจุดประสงค์นี้ ผลิตภัณฑ์น้ำมันจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์และได้สารละลายเกลือโซเดียมของกรดแนฟเทนิกในน้ำ วิธีการแก้ปัญหานี้ระเหยและบำบัดด้วยเกลือทั่วไปซึ่งเป็นผลมาจากการที่ก้อนสบู่ที่มีสีเข้มคล้ายขี้ผึ้งสบู่ลอยขึ้นสู่พื้นผิวของสารละลาย ในการทำสบู่แนฟทาให้บริสุทธิ์นั้นจะต้องบำบัดด้วยกรดซัลฟิวริก ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำนี้เรียกว่า asidol หรือ asidol-mylonaft สบู่ทำจาก asidol โดยตรง

ทำงานตามแบบแผน 2

ในตอนท้ายของบทเรียนแรก ครูสรุปการศึกษาสื่อการเรียนรู้ ระบุมาตรการป้องกันเมื่อใช้ผงซักฟอก

ผงซักฟอกสามารถ:

ระคายเคืองต่อทางเดินหายใจ

กระตุ้นการซึมผ่านของสารพิษเข้าสู่ผิวหนัง

ทำให้เกิดอาการแพ้ผิวหนังและผิวหนังอักเสบ

ในทุกกรณีจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้สบู่ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือทำให้ผิวแห้ง

งานจริง
"คุณสมบัติของสบู่และสารซักฟอกสังเคราะห์"

(ก่อนเริ่มงาน - บรรยายสรุปความปลอดภัย)

ประสบการณ์ "การสะพอนฟิเคชั่นของไขมันในสารละลายแอลกอฮอล์ในน้ำ"

ใส่ไขมัน มาการีน และเนยลงในหลอดทดลอง เติมสารละลายแอลกอฮอล์ 15% ของโซเดียมไฮดรอกไซด์ 8-10 มล. คนส่วนผสมตั้งไฟให้เดือด Saponify จนกว่าของเหลวจะกลายเป็นเนื้อเดียวกัน เติมสารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัวลงในของเหลวข้นที่เกิดขึ้นแล้วต้มสารละลายประมาณ 1-2 นาที

1. ผลการทดลองปรากฏบนพื้นผิวใด

3. กระบวนการซาพอนิฟิเคชันของไขมันใช้เพื่อจุดประสงค์ใดในทางปฏิบัติ

ประสบการณ์ "การแยกกรดไขมัน"

ใส่สบู่ก้อนลงในหลอดทดลอง เติมน้ำกลั่น 8-10 มล. เขย่าและทำให้สารละลายร้อนขึ้น เติมสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจางลงในสารละลายสบู่และตั้งไฟให้เดือด

งานสำหรับข้อสรุปที่เป็นอิสระ

1. การเปลี่ยนแปลงใดเกิดขึ้นเมื่อสารละลายได้รับความร้อนและความเย็น

2. เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

ประสบการณ์ "การได้รับเกลือของกรดไขมันที่ไม่ละลายน้ำ"

ใส่สบู่ก้อนลงในหลอดทดลอง เติมน้ำกลั่น 8-10 มล. เขย่าและทำให้สารละลายร้อนขึ้น แบ่งสารละลายออกเป็นสามหลอดทดลอง เติมสารละลายตะกั่วอะซิเตตลงในหลอดแรก สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ลงในหลอดที่สอง และสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตลงในหลอดที่สาม

งานสำหรับข้อสรุปที่เป็นอิสระ

1. อธิบายการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในแต่ละหลอด

2. เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น

ประสบการณ์ "การเปรียบเทียบสบู่และผงซักฟอกสังเคราะห์"

เตรียมสารละลายเจือจาง 10 มล. ในสามหลอด:

ก) สบู่แข็ง

b) หนึ่งในผงซักฟอกผงสังเคราะห์

ค) สบู่เหลว

แบ่งโซลูชันที่ได้ออกเป็นสองส่วน (ในแต่ละส่วน - สามหลอดทดลอง)

a) เติมฟีนอฟทาลีน 2-3 หยดลงในหลอดทดลองทั้งสามหลอดของส่วนแรกด้วยสารละลายที่แตกต่างกัน (หากผงซักฟอกมีไว้สำหรับผ้าฝ้าย สภาพแวดล้อมจะเป็นด่าง และถ้าเป็นผ้าไหมและผ้าขนสัตว์ จะเป็นกลาง)

b) เติมน้ำ 2–3 มล. ที่มีไอออน Ca 2+ และ Mg 2+ ลงในหลอดทดลองที่เหลืออีกสามหลอดของส่วนที่สองด้วยสารละลายสบู่และสารซักฟอกสังเคราะห์ ในขณะที่เขย่า

งานสำหรับข้อสรุปที่เป็นอิสระ

1. ทำไมสารละลายสบู่ถึงเป็นด่าง? อธิบายคำตอบของคุณด้วยสมการปฏิกิริยา

2. ควรใช้ผงซักฟอกใดต่อไปนี้ในการซัก:

ก) ผ้าฝ้าย

b) ผ้าไหมและผ้าขนสัตว์

c) ในน้ำกระด้าง?

ในตอนท้ายของบทเรียน ครูจะสรุปงานในบทเรียนโดยทำซ้ำขั้นตอนหลักโดยสังเขป

ภาคผนวก

แผ่นข้อมูล

ไขมันสัตว์เป็นวัตถุดิบที่เก่าแก่และมีค่ามากสำหรับอุตสาหกรรมสบู่ มีกรดไขมันอิ่มตัวสูงถึง 40%

กรดไขมันสังเคราะห์ได้มาจากพาราฟินปิโตรเลียมโดยการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนในบรรยากาศ:

ช 3 (ช 2) ม CH 2 -CH 2 (ช่อง 2) น CH 3 + 2.5O 2 \u003d CH 3 (CH 2) ม COOH + CH 3 (ช่อง 2) น COOH + H2O

ในการผลิตสบู่ ใช้เศษส่วนสองส่วน: C 10 -C 16 และ C 17 -C 20 สบู่ซักผ้าประกอบด้วยกรดสังเคราะห์ 35–40%

ในการผลิตสบู่นั้นใช้ขัดสนซึ่งได้มาจากการแปรรูปเรซินของต้นสน Rosin ประกอบด้วยส่วนผสมของกรดเรซินที่มีอะตอมของคาร์บอนประมาณ 20 อะตอมในสายโซ่ 12–15% ของขัดสนโดยน้ำหนักของกรดไขมันถูกนำมาใช้ในสูตรสบู่ซักผ้าและไม่เกิน 10% ในสูตรสบู่ห้องน้ำ การแนะนำของขัดสนทำให้สบู่นุ่มและเหนียว

เพื่อปรับปรุงลักษณะของสบู่ซักผ้าและห้องน้ำรวมทั้งเพื่อลดต้นทุนจึงมีการนำสารตัวเติมเข้ามา ซึ่งรวมถึงเกลือโซเดียม เคซีน และแป้ง เคซีนและแป้งใช้สำหรับทำฟองและกักเก็บโฟม สารตัวเติมหลักในสบู่ล้างห้องน้ำคือซาโปนิน ซึ่งได้มาจากการชะล้างพืชบางชนิด

เมื่อซักผ้าในน้ำกระด้างที่มีแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออน ปริมาณการใช้สบู่จะเพิ่มขึ้น 25-30% เกลือของแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายได้เล็กน้อยจะตกตะกอนบนเนื้อผ้า ทำให้ผ้าหยาบ ยืดหยุ่นน้อยลง สีซีดจาง และลดความแข็งแรงของผ้า

เพื่อกำจัดผลกระทบที่เป็นอันตรายของน้ำกระด้าง จึงเติมโซเดียมดีคาออกโซไตรฟอสเฟต (V) Na 5 P 3 O 10 ลงในสบู่ ไอออน P 3 O 10 5– จับไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมเป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำอย่างแรง โดยพื้นฐานแล้วพวกมันมีบทบาทในการทำให้น้ำกระด้าง เพื่อจุดประสงค์เดียวกัน Na 5 P 3 O 10 ยังถูกเติมลงในผงซักฟอกในปริมาณสูงถึง 20%

พื้นฐานของผงซักฟอกสังเคราะห์ (ผงซักฟอก) คือเกลือ Na ของกรดอัลเคนซัลโฟนิก

ซึ่งมีส่วนแบ่งถึง 30%

สูตรทั่วไปสำหรับผงซักฟอกสังเคราะห์:

การผลิตสารเหล่านี้ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

ผงซักฟอกสังเคราะห์มีองค์ประกอบที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยสารฟอกขาว (อัลตรามารีน โซเดียมเปอร์บอเรต) และสารที่ทำให้เกิดฟอง (อะมิโนแอลกอฮอล์) ล้างได้ดีเท่ากันทั้งในน้ำอ่อนและน้ำกระด้าง

ในขณะเดียวกัน ผงซักฟอกก็ย่อยสลายได้ช้ามาก การสะสมในแหล่งน้ำทำให้พืชสีเขียวเติบโตอย่างแข็งแรงซึ่งทำให้เกิดน้ำขัง

ก่อนการประดิษฐ์สบู่ ไขมันและสิ่งสกปรกออกจากผิวหนังถูกขจัดออกด้วยขี้เถ้าและทรายแม่น้ำละเอียด ชาวอียิปต์ล้างตัวด้วยขี้ผึ้งผสมน้ำ ในกรุงโรมสมัยโบราณ เวลาซักผ้า พวกเขาใช้ชอล์คบดละเอียด หินภูเขาไฟ และเถ้าถ่าน ดู​เหมือน​ว่า​ชาว​โรมัน​ไม่​อาย​ที่​ว่า​ด้วย​การ​ชำระ​ล้าง​เช่น​นั้น​พร้อม​กับ​สิ่งสกปรก มัน​อาจ​เป็น​ไป​ได้​ที่​จะ “ขูด” ผิวหนัง​ส่วน​หนึ่ง​ออก​ไป. เครดิตสำหรับการประดิษฐ์สบู่อาจเป็นของชนเผ่า Gallic ตามคำบอกเล่าของผู้เฒ่าพลินี ชาวกอลทำครีมจากไขมันและขี้เถ้าของต้นบีช ซึ่งใช้ย้อมผมและรักษาโรคผิวหนัง และในศตวรรษที่สองก็เริ่มใช้เป็นผงซักฟอก

ศาสนาคริสต์ถือว่าการล้างร่างกายเป็นการกระทำที่ “บาป” "วิสุทธิชน" หลายคนเป็นที่รู้จักเพียงเพราะพวกเขาไม่ได้ล้างทั้งชีวิต แต่ผู้คนได้สังเกตเห็นอันตรายและความเสี่ยงต่อสุขภาพของมลภาวะทางผิวหนังมานานแล้ว ในศตวรรษที่ 18 การผลิตสบู่ได้ก่อตั้งขึ้นในมาตุภูมิและก่อนหน้านี้ในหลายประเทศในยุโรป

เทคโนโลยีการทำสบู่จากไขมันสัตว์มีวิวัฒนาการมาหลายศตวรรษ ขั้นแรกให้ผสมไขมันซึ่งละลายและซาพอนิไฟ - ต้มกับอัลคาไล สำหรับการไฮโดรไลซิสของไขมันในตัวกลางที่เป็นด่างจะใช้น้ำมันหมูละลายเล็กน้อยเอทิลแอลกอฮอล์ประมาณ 10 มล. และสารละลายอัลคาไล 10 มล. เพิ่มเกลือที่นี่และส่วนผสมที่ได้จะถูกทำให้ร้อน สิ่งนี้ผลิตสบู่และกลีเซอรีน เพิ่มเกลือเพื่อทำให้กลีเซอรีนและสารปนเปื้อนตกตะกอน ก้อนสบู่ก่อตัวขึ้น 2 ชั้น - แกนกลาง (สบู่บริสุทธิ์) และสบู่เหลว .

รับผลิตสบู่ในอุตสาหกรรมด้วย.

การสะพอนนิฟิเคชันของไขมันสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีกรดซัลฟิวริก (กรดซาพอนิฟิเคชัน) สิ่งนี้จะสร้างกลีเซอรอลและกรดคาร์บอกซิลิกที่สูงขึ้น หลังถูกเปลี่ยนเป็นสบู่โดยการกระทำของอัลคาไลหรือโซดา วัตถุดิบในการทำสบู่ ได้แก่ น้ำมันพืช (ดอกทานตะวัน เมล็ดฝ้าย ฯลฯ) ไขมันสัตว์ รวมทั้งโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโซดาแอช น้ำมันพืชผ่านกระบวนการเติมไฮโดรเจนในเบื้องต้น กล่าวคือ จะถูกเปลี่ยนเป็นไขมันแข็ง นอกจากนี้ยังใช้สารทดแทนไขมัน - กรดไขมันคาร์บอกซิลิกสังเคราะห์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก การผลิตสบู่ต้องใช้วัตถุดิบจำนวนมาก ดังนั้น ภารกิจคือการผลิตสบู่จากผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่อาหาร กรดคาร์บอกซิลิกที่จำเป็นสำหรับการผลิตสบู่ได้มาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของพาราฟิน โดยการทำให้กรดเป็นกลางซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 9 ถึง 15 อะตอมในหนึ่งโมเลกุล จะได้สบู่สำหรับห้องน้ำ และจากกรดที่มีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 16 ถึง 20 อะตอม สบู่ซักผ้า และสบู่สำหรับวัตถุประสงค์ทางเทคนิค

ส่วนประกอบของสบู่

สบู่ทั่วไปประกอบด้วยส่วนผสมของเกลือของกรดปาล์มิติก สเตียริก และกรดโอเลอิกเป็นส่วนใหญ่ เกลือโซเดียมก่อตัวเป็นสบู่แข็ง เกลือโพแทสเซียมก่อตัวเป็นสบู่เหลว

สบู่ - เกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียมของกรดคาร์บอกซิลิกที่สูงขึ้น
ได้จากการไฮโดรไลซิสของไขมันในตัวกลางที่เป็นด่าง

โครงสร้างของสบู่สามารถอธิบายได้ตามสูตรทั่วไป:

R - คูม

โดยที่ R คืออนุมูลไฮโดรคาร์บอน M คือโลหะ

ประโยชน์ของสบู่:

ก) ความเรียบง่ายและใช้งานง่าย

b) ขจัดความมันได้ดี

c) มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรค

ข้อเสียของสบู่และการกำจัด:

การทดลอง:

ดื่มน้ำหนึ่งถ้วย วางไม้ขีดไว้ตรงนั้นเพื่อให้มันลอยอยู่บนพื้นผิว แตะปลายแหลมของสบู่ไปที่ผิวน้ำด้านข้างไม้ขีดไฟ การแข่งขันย้ายออกจากสบู่ เนื่องจากแรงตึงผิวของน้ำมีมากกว่าสบู่ แรงที่แตกต่างกันกระทำต่อการแข่งขันจากด้านต่างๆ - มันจะเคลื่อนออกจากแรงตึงผิวที่มากขึ้น ชั้นผิวของน้ำกลั่นจะอยู่ในสภาพตึงตัวเหมือนฟิล์มยืดหยุ่น เมื่อเติมสบู่และสารที่ละลายน้ำได้เข้าไป แรงตึงผิวของน้ำจะลดลง สบู่และสารซักฟอกอื่นๆ เรียกว่าสารที่ออกฤทธิ์ต่อพื้นผิว (สารลดแรงตึงผิว) ช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำ จึงช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการชะล้างของน้ำ

โครงสร้างสบู่- โซเดียมสเตียเรต

การทดลองวิดีโอ "การแยกกรดไขมันอิสระจากสบู่"

โมเลกุลของโซเดียมสเตียเรตมีอนุมูลไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้วยาว (ระบุด้วยเส้นหยัก) และส่วนที่มีขั้วขนาดเล็ก:

โมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวขอบเขตจะอยู่ในลักษณะที่กลุ่มคาร์บอกซิลแอนไอออนที่ชอบน้ำถูกผลักลงไปในน้ำ ในขณะที่กลุ่มไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ชอบน้ำจะถูกผลักออกไป เป็นผลให้พื้นผิวของน้ำถูกปกคลุมด้วยรั้วของโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิว ผิวน้ำดังกล่าวมีแรงตึงผิวต่ำกว่าซึ่งก่อให้เกิดการเปียกของพื้นผิวที่ปนเปื้อนอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ โดยการลดแรงตึงผิวของน้ำ เราจึงเพิ่มความสามารถในการทำให้น้ำเปียก

SMS (ผงซักฟอกสังเคราะห์) - เกลือโซเดียมของเอสเทอร์ของแอลกอฮอล์ที่สูงขึ้นและกรดซัลฟิวริก:

R - CH 2 - O - SO 2 - ONa

เกลือเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 12 ถึง 14 อะตอมต่อโมเลกุล และมีคุณสมบัติเป็นผงซักฟอกที่ดีมาก เกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมละลายได้ในน้ำ ดังนั้นสบู่ดังกล่าวจึงถูกล้างด้วยน้ำกระด้าง อัลคิลซัลเฟตพบได้ในน้ำยาซักผ้าหลายชนิด

ผงซักฟอกสังเคราะห์ปล่อยวัตถุดิบอาหารหลายแสนตัน - น้ำมันพืชและไขมัน

การทดลอง:

คุณสามารถเปรียบเทียบสบู่กับ SMS (ผงซักผ้า) ได้โดยการตรวจสอบด้วยตัวบ่งชี้ว่าสภาพแวดล้อมใดเป็นเรื่องปกติสำหรับผงซักฟอกของเรา

เมื่อเติมกระดาษลิตมัสลงในสารละลายสบู่และสารละลาย SMS มันจะกลายเป็นสีน้ำเงิน และฟีนอฟทาลีนจะกลายเป็นราสเบอร์รี่ นั่นคือปฏิกิริยาของตัวกลางจะเป็นด่าง โดยวิธีการที่หากผงซักฟอกมีไว้สำหรับซักผ้าฝ้ายปฏิกิริยาของตัวกลางควรเป็นด่างและถ้าเป็นผ้าไหมและผ้าขนสัตว์ก็ควรเป็นกลาง

เกิดอะไรขึ้นกับสบู่และ SMS ในน้ำกระด้าง?

เติมสารละลายสบู่ลงในหลอดทดลองหลอดหนึ่ง และสารละลาย SMS ลงในหลอดทดลองอีกหลอดหนึ่ง เขย่าให้เข้ากัน คุณกำลังสังเกตอะไร เพิ่มแคลเซียมคลอไรด์ลงในหลอดเดียวกันและเขย่าเนื้อหาของหลอด คุณกำลังดูอะไรอยู่ตอนนี้? สารละลาย SMS ก่อตัวเป็นโฟมและเกลือที่ไม่ละลายน้ำในสารละลายสบู่:

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

SMS ก่อตัวเป็นเกลือแคลเซียมที่ละลายน้ำได้ ซึ่งมีคุณสมบัติในการเกาะพื้นผิว

การใช้ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ในปริมาณที่มากเกินไปจะนำไปสู่มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

สารลดแรงตึงผิวหลายชนิดย่อยสลายได้ยาก เมื่อสิ่งปฏิกูลเข้าสู่แม่น้ำและทะเลสาบ จะทำให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม เป็นผลให้โฟมทั้งภูเขาก่อตัวขึ้นในท่อน้ำเสีย แม่น้ำ ทะเลสาบ ซึ่งเป็นที่ที่น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมและในครัวเรือนเข้ามา การใช้สารลดแรงตึงผิวบางชนิดทำให้สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำเสียชีวิตทั้งหมด เหตุใดสารละลายสบู่ที่ตกลงไปในแม่น้ำหรือทะเลสาบจึงสลายตัวอย่างรวดเร็ว ในขณะที่สารลดแรงตึงผิวบางชนิดไม่สลายตัว ความจริงก็คือสบู่ที่ได้จากไขมันมีสายไฮโดรคาร์บอนที่ไม่แตกแขนงซึ่งถูกทำลายโดยแบคทีเรีย ในเวลาเดียวกัน SMS บางชนิดประกอบด้วยอัลคิลซัลเฟตหรืออัลคิล(แอริล)ซัลโฟเนตที่มีสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างแตกแขนงหรืออะโรมาติก แบคทีเรียไม่สามารถ "ย่อย" สารประกอบดังกล่าวได้ ดังนั้นเมื่อสร้างสารลดแรงตึงผิวใหม่จำเป็นต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพไม่เพียง แต่ยังรวมถึงความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ - การทำลายจุลินทรีย์บางประเภท

ในการหาวิธีทำสบู่ตั้งแต่เริ่มต้นที่บ้าน คุณต้องตัดสินใจว่าคุณต้องการคุณสมบัติใดจากสบู่ก้อนที่เป็นเจ้าข้าวเจ้าของ ไม่ว่าจะเป็นสบู่ถูตัวหรือสบู่แชมพู คาดหวังให้เกิดฟองนุ่มละเอียดหรือฟองสบู่ขนาดใหญ่ คุณต้องการทำสบู่ให้ความชุ่มชื้น สบู่ฆ่าเชื้อ หรือสบู่สครับ ส่วนประกอบของสบู่และคุณสมบัติจะขึ้นอยู่กับทั้งหมดนี้ ในบทความนี้เราจะพยายามหาวิธีทำสบู่ทีละขั้นตอน

สบู่สามวาฬตั้งแต่เริ่มต้น: น้ำด่าง น้ำมัน และน้ำ

จำได้ว่าในการทำสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น ส่วนประกอบสามอย่างก็เพียงพอแล้ว: อัลคาไล น้ำ น้ำมัน (ไขมัน) ในฐานะที่เป็นด่างสำหรับสบู่ประเภทของแข็ง เราใช้โซดาไฟ NaOH สำหรับสบู่เหลว - KOH โพแทชที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เพื่อที่จะทราบวิธีการเลือกน้ำมันสำหรับทำสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น เราขอแนะนำให้คุณใส่ใจกับส่วนของเรา สั้น ๆ แล้ว

• โฟมเขียวชอุ่มให้เมล็ดปาล์มและน้ำมันมะพร้าว โฟมที่คงตัวจะสร้างน้ำมันมะกอก น้ำมันสวีทอัลมอนด์ และข้าวโพด
• เพิ่มความแข็งของสบู่และด้วยเหตุนี้เวลาล้าง - น้ำมันมะพร้าวและเมล็ดในปาล์มเหมือนกันทั้งหมด
• ชุ่มชื้น- มะกอก เชียบัตเตอร์ น้ำมันสวีทอัลมอนด์ และน้ำมันเมล็ดแอปริคอต

เรียนทำสูตรสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น

วิธีการทำสบู่ตั้งแต่เริ่มต้นเป็นกระบวนการทางเคมี (เคมีของสบู่) ซึ่งหมายความว่าต้องใช้วิธีการที่จริงจังและการคำนวณที่แม่นยำ ดังนั้นจึงต้องการน้ำหนักที่แน่นอนของน้ำมัน ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักของด่างและน้ำ ทันทีตามเทคโนโลยี เลือกน้ำมันที่คุณต้องการใช้ในสบู่และปริมาณ ถัดไปคุณต้องผสมน้ำกับน้ำด่างและคุณต้องวัดส่วนผสมเหล่านี้

1. วิธีการตวงน้ำด่างเพื่อทำสูตรสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น:

สูตรคำนวณปริมาณอัลคาไล:

น้ำหนักของน้ำมันพื้นฐาน * จำนวนสะปอนิฟิเคชัน * 95% = ปริมาณ NaOH ที่ต้องการ

หากมีน้ำมันหลายชนิดในองค์ประกอบ ในการกำหนดน้ำหนักของอัลคาไล ให้คูณน้ำหนักของน้ำมันแต่ละชนิดด้วยหมายเลขสะพอนิฟิเคชันที่สอดคล้องกัน รวมผลิตภัณฑ์ทั้งหมดแล้วคูณผลลัพธ์ด้วย 95%:

((น้ำหนักน้ำมัน1×Saponification1) + (น้ำหนักน้ำมัน2×Saponification2) + (น้ำหนักน้ำมัน3×Saponification3)) × 95% = น้ำหนักโซดาไฟ

หมายเลขสะปอนนิฟิเคชัน

การสะพอนนิฟิเคชันเป็นปฏิกิริยาทางเคมีเนื่องจากสบู่ได้มาจากส่วนผสมและด่างจะละลายในน้ำมันจนหมด แน่นอน ปัจจัยซาพอนิฟิเคชันสำหรับน้ำมันต่างๆ นั้นแตกต่างกันไป

2. วิธีการตวงน้ำให้เป็นสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น

สูตรคำนวณน้ำในสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น

น้ำหนักของน้ำมัน หน่วยเป็นกรัม × 0.375 = น้ำหนักของน้ำ หน่วยเป็นกรัม

เมื่อใช้น้ำมันหลายชนิด:

ผลรวมของน้ำหนักของน้ำมันทั้งหมด หน่วยเป็นกรัม × 0.375 = น้ำหนักของน้ำ หน่วยเป็นกรัม

3. ตัวอย่างการคำนวณปริมาณโซดาไฟและน้ำในสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น

(ส่วนประกอบทั้งหมดของน้ำมัน 1 กิโลกรัม)

เราแทนที่ข้อมูลลงในสูตรสำหรับการคำนวณโซดาไฟ:

((500 × 0.134) + (400 × 0.141) + (100 × 0.193)) × 95% = 142.7 × 0.95 = 135.6 (g) - น้ำหนักของโซดาไฟต่อน้ำมัน 1 กิโลกรัม

เราแทนที่ข้อมูลในสูตรคำนวณน้ำ:

(500 + 400 + 100) × 0.375 = 375 (g) - น้ำหนักของน้ำต่อน้ำมัน 1 กิโลกรัม

สูตรที่ได้รับ:

น้ำมันมะกอก - 500 กรัม

น้ำมันปาล์ม - 400 กรัม

น้ำมันโรสฮิป - 100 กรัม

อัลคาไล (โซดาไฟ) - 135.6 ก

น้ำ (น้ำแข็ง) - 375 ก

นี่เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของวิธีการทำงานของเครื่องคำนวณสบู่ด้วยมือ

เครื่องคิดเลขสบู่

เมื่อสร้างสูตรสบู่ตั้งแต่เริ่มต้น คุณสามารถใช้เครื่องคิดเลขที่มีอยู่ ซึ่งคุณเพียงแค่ป้อนน้ำมันที่ต้องการและน้ำหนัก จากนั้นคอมพิวเตอร์จะคำนวณปริมาณน้ำด่างและน้ำที่ต้องการ โดยหลักการแล้ว คุณไม่จำเป็นต้องทราบหมายเลขสะปอนนิฟิเคชัน ค่าสัมประสิทธิ์นี้จะรวมอยู่ในเครื่องคิดเลขโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเครื่องคิดเลขหลายเครื่องจากอินเทอร์เน็ต: , ., . นอกจากนี้ยังระบุว่าสูตรอาหารของคุณมีความสมดุลเพียงใด บ่อยครั้งที่ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับพารามิเตอร์นี้

หากคุณเชื่อถือเฉพาะการคำนวณของคุณเอง ให้ใช้สูตรและค่าสัมประสิทธิ์ข้างต้น