Мила визначення хімія. Мила, їх властивості

Будова мила, його властивості

Мила – це натрієві або калієві солі вищих жирних кислот (схема 1), що гідролізуються у водному розчині з утворенням кислоти та лугу.

Загальна формула твердого мила:

Cолі, утворені сильними основами лужних металів та слабкими карбоновими кислотами, піддаються гідролізу:

Луг, що утворився, емульгує, частково розкладає жири і звільняє таким чином бруд, що прилип до тканини. Карбонові кислоти з водою утворюють піну, яка захоплює частинки бруду. Калієві солі в порівнянні з натрієвими краще розчиняються у воді і тому мають більш сильну миючу властивість.

Гідрофобна частина мила проникає в гідрофобну забруднювальну речовину, в результаті поверхня кожної частинки забруднення виявляється оточеною оболонкою гідрофільних груп. Вони взаємодіють із полярними молекулами води. Завдяки цьому іони миючого засобу разом із забрудненням відриваються від поверхні тканини та переходять у водне середовище. Так відбувається очищення забрудненої поверхні миючою речовиною.

Виробництво мила складається з двох стадій: хімічної та механічної. На першій стадії (варіння мила) отримують водний розчин натрієвих (рідше калієвих) солей, жирних кислот або їх замінників.

Отримання вищих карбонових кислот при крекінгу та окисленні нафтопродуктів:

Одержання натрієвих солей:

З n H m COOH + NaOH = С n H m COONa + H2O.

Варіння мила закінчують обробкою мильного розчину (мильного клею) надлишком лугу або розчином хлориду натрію. В результаті цього на поверхню розчину виринає концентрований шар мила, званий ядром. Отримане мило називають ядровим, а процес його виділення з розчину - відсолювання або висолення.

Механічна обробка полягає в охолодженні та сушінні, шліфуванні, обробці та упаковці готової продукції.

В результаті миловарного процесу ми отримуємо найрізноманітнішу продукцію, з якою ви можете ознайомитись.

Виробництво господарського мила закінчують на стадії висолювання, при цьому відбувається очищення мила від білкових, барвників та механічних домішок. Виробництво туалетного мила проходить усі стадії механічної обробки. Найважливішою є шліфування, тобто. переведення ядрового мила в розчин кип'ятінням з гарячою водою та повторним висолюванням. При цьому мило виходить особливо чистим та світлим.

Пральні порошки можуть:

Дратувати дихальні шляхи;

Стимулювати проникнення у шкіру отруйних речовин;

Викликати алергію та дерматит шкіри.

У всіх цих випадках необхідно перейти на використання мила, єдиним недоліком якого є те, що воно висушує шкіру.

Якщо мило варилося з тварин або рослинних жирів, то з розчину після відділення ядра виділяють гліцерин, що утворюється при омиленні, який знаходить широке застосування: у виробництві вибухових речовин і полімерних смол, як пом'якшувач тканини і шкіри, при виготовленні парфумерних, косметичних і медичних препаратів, виробництві кондитерських виробів.

У виробництві мила застосовують нафтенові кислоти, що виділяються під час очищення нафтопродуктів (бензину, гасу). З цією метою нафтопродукти обробляють розчином гідроксиду натрію та одержують водний розчин натрієвих солей нафтенових кислот. Цей розчин упарюють і обробляють кухонною сіллю, внаслідок чого на поверхню розчину виринає мазеподібна маса темного кольору – милонафт. Для очищення милонафта його обробляють сірчаною кислотою. Цей нерозчинний у воді продукт називають асидолом або асидол-милонафтом. Безпосередньо із асидолу виготовляють мило.

Визначення

Мила- рідкі або тверді продукти, що містять поверхнево-активні речовини, у поєднанні з водою, що використовується для очищення та догляду за шкірою (туалетне мило, шампуні, гелі), або як засіб побутової хімії - миючого засобу (мило господарське).

Хімічний склад мила

З погляду хімічного складу:

тверді мила- суміш розчинних натрієвих солейвищих жирних (граничних та ненасичених) кислот;

рідкі мила- суміш розчинних калієвих або амонійних солейтих же кислот

Один із варіантів хімічного складу твердого мила - $C_(17)H_(35)COONa$, рідкого - $CC_(17)HH_(35)COOK$.До жирних кислот, з яких виготовляють мило, відносяться:

• стеаринова(октадеканова кислота) - $C_(17)H_(35)COOH$, тверда, одноосновна гранична карбонова кислота, одна з найбільш поширених у природі жирних кислот, що входить у вигляді гліцеридів до складу ліпідів, Насамперед тригліцеридів жирів тваринного походження (у баранячому жирі до ~30 %, у рослинних (пальмова олія) - до 10 %).
• пальмітинова(гексадеканова кислота) - $C_(15)H_(31)COOH$, найбільш поширена в природі тверда одноосновна насичена карбонова кислота (жирна кислота), входить до складу гліцеридів більшості тваринних жирів та олій (вершкове масло містить 25 %, свиняче сало - 30 %), багатьох рослинних жирів ((пальмова, гарбузова, бавовняна олії, олія бразильського горіха, какао та ін.);
• миристінова (тетрадеканова кислота) - $C_(13)H_(27)COOH$ - одноосновна гранична карбонова кислота, в природі знаходиться у вигляді тригліцериду в мигдальному, пальмовому, кокосовому, бавовняному та інших рослинних оліях
• лауринова(Додеканова кислота) - $C_(11)H_(23)COOH$ - одноосновна гранична карбонова кислота, як і міристінова кислота, міститься у багатьох рослинних оліях південних культур: пальмовому, кокосовому, олії сливових кісточок, олії пальми тукума та інших.
• олеїнова(цис-9-октадеценова кислота) - $CH_3(CH_2)_7-CH=CH-(CH_2)_7COOH$ або загальна формула $C_(17)H_(33)COOH$- рідка одноосновна мононенасичена жирна кислота, відноситься до групи омега -9 ненасичених жирних кислот, міститься у великих кількостях у тваринних жирах, особливо в риб'ячому жирі, а також у багатьох рослинних оліях - оливковій. соняшниковому, арахісовому, мигдальному та ін.

Додатково у складі мила можуть бути інші речовини, що володіють миючою дією, а також ароматизатори і барвники. Часто для покращення споживчих властивостей до мила додають гліцерин, тальк, антисептики.

Способи отримання мила

В основі всіх способів отримання мила лежить реакція лужного гідролізу жирів (тварини або рослинних):

Приготування твердого мила

Щоб приготувати тверде мило, потрібно взяти близько 30 г свинячого сала та близько 70 г яловичого жиру. Все це розтопити, і коли жир розплавиться, додати 25 г твердого лугу NaOH та 40 мл води. Перед додаванням слід нагріти луг.

Увага!З лугом потрібно працювати акуратно, щоб її бризки не потрапляли на шкіру.

Нагрівання продовжувати протягом півгодини на повільному вогні, не забуваючи помішувати (краще перемішувати скляною паличкою). У міру википання води потрібно підливати до суміші попередньо нагріту воду.

Для відділення (висальвання) мила, що вийшло, з розчину можна використовувати розчин харчової солі (NaCl). Для його приготування у 100 мл води потрібно розчинити 20 г солі NaCl. Після додавання солі продовжити нагрівання суміші. Внаслідок висолення на поверхні розчину з'являються лусочки мила. Після остигання потрібно зібрати ложкою з поверхні розчину лусочки, що з'явилися, і віджати їх за допомогою тканини або марлі. Для виключення потрапляння залишків лугу на руки, цю операцію краще проводити у гумових рукавичках.

Отриману масу потрібно обмити малою кількістю холодної води і для отримання приємного аромату можна додати спиртовий розчин запашної речовини (наприклад, парфуми). Можна також додати барвники та антисептичні речовини. Потім усю масу розім'яти і при невеликому розігріві сформувати потрібну форму.

При отриманні туалетного мила в промислових масштабах переважно застосовуються не тварини, а рослинні жири. Скільки різних жирів існує, стільки різних сортів мила можна отримати. Наприклад, з рослинних олій переважно виходять рідкі мила (за винятком оливкового), але на відміну від твердого мила рідке мило не відокремлюється «висальвання».

Приготування рідкого мила

Приготування рідкого мила, як і приготування твердого мила, проводиться шляхом лужного гідролізу, але, на відміну попередньої методики, потрібно використовувати розчин їдкого калі (KOH). Замість тваринного жиру можна взяти олію з додаванням 30 г калієвої луги (KOH) і 40 мл води.

Увага!Також, як і при приготуванні твердого мила, луг - їдка речовина, краще працювати в рукавичках.

Усі операції проводяться аналогічно до першого методу. Однак замість висолювання потрібно дати розчину охолонути, постійно помішуючи. У цьому випадку виходить суміш, що складається з мила і води, а також невеликої кількості речовин, що не прореагували, званих «клейовим милом». Розділяти суміш необов'язково. тому що вона має миючі властивості.

ПОВЕРХНЕ АКТИВНІ РЕЧОВИНИ (ПАВ)

Визначення

Поверхнево-активні речовини (ПАР) - хімічні сполуки, які, концентруючись на поверхні розділу термодинамічних фаз, викликають зниження поверхневого натягу.

Основною кількісною характеристикою ПАР є поверхнева активність - здатність речовини знижувати поверхневий натяг межі розділу фаз.

ПАР - органічні сполуки, що мають у своєму складі полярнучастина, тобто гідрофільний компонент(функціональні групи кислот та їх солі -ОН, -СОО(H)Na, -$OSO_2O(H)Na$, -$SO_3(H)Na$) та неполярну(вуглеводневу) частину, тобто гідрофобний компонент.

Як мовилося раніше, мила є поверхнево-активними речовинами. Крім різних видів мила, до ПАР також належатьрізні синтетичні миючі засоби (СМС), а також спирти, карбонові кислоти, аміни тощо.

на на підставі хімічної природи молекул,ПАР поділяються начотири основні класи: аніонактивні, катіонактивні, неіоногенні та амфотерні.

1. Аніонактивні ПАРмістять у молекулі одну або кілька полярних груп і дисоціюють у водному розчині з утворенням ланцюжків аніонів, що визначають їх поверхневу активність. Гідрофобна частина молекули зазвичай представлена ​​граничними або ненасиченими аліфатичними ланцюгами або алкілароматичними радикалами. Усього виділяють шість груп аніонактивних ПАР. Найбільш поширеними аніонактивними ПАР є алкілсульфати та алкіларилсульфонати. Ці речовини малотоксичні, не подразнюють шкіру людини і задовільно піддаються біологічному розпаду у водоймищах, за винятком алкіларилсульфонатів з розгалуженим алкільним ланцюгом. Аніонактивні ПАР використовують для виробництва пральних порошків та засобів для чищення.

2. Катіонактивні ПАРдисоціюють у водному розчині з утворенням поверхнево-активного катіону з довгим гідрофобним ланцюгом та аніону, як правило галогеніду, іноді аніону сірчаної або фосфорної кислоти. Переважними серед катіонактивних ПАР є азотовмісні сполуки. Катіонактивні ПАР менше знижують поверхневий натяг, ніж аніонахтивні, але вони можуть хімічно взаємодіяти з поверхнею адсорбенту, наприклад з клітинними білками бактерій, обумовлюючи бактерицидну дію. Катіонактивні ПАР менше знижують поверхневий натяг, ніж аніонактивні, але вони можуть використовуватися для надання м'якості тканин. Катіонактивні ПАР також входять до складу пральних порошків та засобів для чищення, але крім того на їх основі готують шампуні, гелі для душу та ополіскувачі для білизни.

3. Неіоногенні ПАРне дисоціюють у воді на іони. Їх розчинність обумовлена ​​наявністю в молекулах гідрофільних ефірних та гідроксильних груп, найчастіше поліетиленгліколевої ланцюга. Характерна особливість неіоногенних ПАР - рідкий стан та мале піноутворення у водних розчинах. Такі ПАР добре очищають поліефірні та поліамідні волокна.

4. Амфотерні (амфолітні) ПАРмістять у молекулі гідрофільний радикал та гідрофобну частину, здатну бути акцептором або донором протону залежно від рН розчину. Зазвичай ці ПАР включають одну або кілька основних та кислотних груп. Залежно від величини рН вони виявляють властивості катіонактивних або аніонактивних ПАР. З групи амфотерних ПАР найчастіше використовують похідні бетаїну (наприклад, кокамінопропіл бетаїн). У поєднанні з аніонними ПАР вони покращують піноутворювальну здатність і підвищують нешкідливість миючих засобів. Ці похідні одержують із природної сировини, тому вони є досить дорогими компонентами. Амфотерні та неіоногенні ПАР використовуються при виробництві миючих засобів з делікатною дією - шампунів, гелів, засобів для вмивання.

ВПЛИВ ПАВ НА ЛЮДИНУ І КОМПОНЕНТИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Водні розчини ПАР у більшій чи меншій концентрації надходять з промисловими та побутовими стоками у водойми. Очищення стічних вод від ПАР приділяється велика увага, тому що через низьку швидкість розкладання негативний вплив на рослинні та тваринні організми важко передбачувані. Стічні води, що містять продукти гідролізу поліфосфатних ПАР, можуть викликати інтенсивне зростання рослин, що призводить до забруднення раніше чистих водойм: у міру відмирання рослин починається їх гниття, а у воді знижується вміст розчиненого кисню, що у свою чергу погіршує умови існування інших живих форм водойми.

Як будь-яке середовище біосфери, водоймище, має свої захисні сили і має здатність до самоочищення. Самоочищення відбувається за рахунок розведення, осідання частинок на дно та формування відкладень, розкладання органічних речовин до аміаку та його солей за рахунок дії мікроорганізмів. Велика труднощі самовідновлення водойм після впливу ПАР полягає в тому, що ПАР найчастіше присутні у вигляді суміші окремих гомологів і ізомерів, кожен з яких проявляє індивідуальні властивості при взаємодії з водою і донними відкладеннями, різний і механізм їх біохімічного розкладання. Дослідження властивостей сумішей ПАР показали, що в концентраціях, близьких до порогових, ці речовини мають ефект підсумовування їх шкідливих впливів.

ПАР поділяються на ті, які швидко руйнуються у навколишньому середовищі та ті, які не руйнуються і можуть накопичуватися в організмах у неприпустимих концентраціях. Один з основних негативних ефектів ПАР у навколишньому середовищі – зниження поверхневого натягу. У водоймах зміна поверхневого натягу призводить до зниження концентрації кисню в масі води, що викликає зростання біомаси синьо-зелених та бурих водоростей та загибель риб та інших водних організмів.

Тільки небагато ПАР вважаються безпечними (алкілполіглюкозиди), оскільки продуктами їхнього розпаду є вуглеводи. Однак при адсорбуванні ПАР на поверхні частинок (мулу, піску) швидкість їх руйнування багаторазово знижується. Тому в нормальних умовах вони можуть вивільняти (десорбувати) іони важких металів, які утримуються цими частинками, і тим самим підвищувати ризик потрапляння цих речовин в організм людини.

В організм людини ПАР можуть потрапляти різними шляхами – з їжею, водою, через шкіру. Компоненти ПАР можуть викликати алергічні реакції, аж до тяжких ускладнень.

Хай живе мило запашне,
І рушник пухнастий,
І зубний порошок,
І густий гребінець!
Давайте ж митися, плескатися,
Купатися, пірнати, перекидатися
І у ванні, і у лазні, скрізь.
Вічна слава воді!

К.Чуковський

Цілі і завдання.Розглянути склад та будову мила та миючих засобів, показати взаємозв'язок будови та властивостей миючих засобів; закріпити навички роботи у малих групах, розширити кругозір учнів, розвинути їх мислення.

Обладнання та реактиви.Упакування з-під мила та миючих засобів, інформаційні листи для учнів, набір хімічного посуду (пробірки, спиртівки, хімічні стаканчики, пробіркотримачі, скляні палички); жир, маргарин або вершкове масло, мило, синтетичний миючий засіб, рідке мило, 15% розчин гідроксиду натрію, розчин хлориду натрію (насичений), розведений розчин сірчаної кислоти, розчини ацетату свинцю, хлориду кальцію, сульфату міді, фенолфтаїну містять іони кальцію або магнію, дистильована вода.

Вивчення теми займає два уроки, один із яких – теоретичне заняття, другий – практична робота.

Учні працюють у малих групах, розсідаючись по периметру класу. На їх столах упаковки з-під мила та синтетичних миючих засобів, набір хімічного посуду та реактивів.

ХІД УРОКУ

Вчитель. Хлопці, сьогоднішнє наше заняття присвячене хімії мила та миючих засобів та складатиметься з двох частин.

На першому уроці ми розглянемо теоретичні питання:

Мило в давнину, історія миловаріння;

Будова мила, його властивості;

Склад мила та синтетичних миючих засобів;

Виробництво мила;

Застосування мила та синтетичних миючих засобів.

На другому уроці ми проведемо лабораторні досліди, що підтверджують властивості мила та синтетичних миючих засобів.

Повідомлення на тему
«Мило в давнину, історія миловаріння»

Учень.Мило було відоме людині до нової ери літочислення. Найраніша згадка про миле в європейських країнах зустрічається у римського письменника та вченого Плінія Старшого (23–79 рр.). У трактаті «Природна історія» Пліній писав способи отримання мила омиленням жирів. Мало того, він писав про тверде і м'яке мило, що отримується з використанням соди і поташу відповідно.

Для миття та прання білизни на Русі використовували луг, одержуваний під час обробки золи водою, т.к. зола від згорілого палива рослинного походження містить поташ.

Розвитку миловаріння сприяло наявність сировинних джерел. Наприклад, марсельська миловарна галузь промисловості, відома з епохи раннього середньовіччя, мала оливкову олію і соду. Миловаріння розвивалося й у Італії, Греції, Іспанії, на Кіпрі, тобто. у районах, що культивують оливкові дерева. Перші німецькі миловарні було засновано XIV столітті.

Хімічна сутність миловарних процесів тривалий час була зрозуміла. Лише наприкінці XVIII ст. була з'ясована хімічна природа жирів, а потім зрозумілі реакції їх омилення. У 1779 р. шведський хімік К.В.Шееле показав, що при взаємодії оливкової олії з оксидом свинцю та водою утворюється розчинна у воді солодка речовина. У 1817 р. французький хімік М.Е.Шеврель відкрив стеаринову, пальмітинову та олеїнову кислоти як продукти розкладання жирів при їх омиленні водою та лугами. Солодка речовина, отримана Шееле, була Шеврелем названа гліцерином. Через сорок років французький хімік П.Е.М.Бертло встановив природу гліцерину і пояснив хімічну будову жирів.

Пояснення теми
«Будова мила, його властивості»

Вчитель. Мила – це натрієві або калієві солі вищих жирних кислот (схема 1), що гідролізуються у водному розчині з утворенням кислоти та лугу.

Загальна формула твердого мила:

Cолі, утворені сильними основами лужних металів та слабкими карбоновими кислотами, піддаються гідролізу:

Луг, що утворився, емульгує, частково розкладає жири і звільняє таким чином бруд, що прилип до тканини. Карбонові кислоти з водою утворюють піну, яка захоплює частинки бруду. Калієві солі в порівнянні з натрієвими краще розчиняються у воді і тому мають більш сильну миючу властивість.

Гідрофобна частина мила проникає в гідрофобну забруднювальну речовину, в результаті поверхня кожної частинки забруднення виявляється оточеною оболонкою гідрофільних груп. Вони взаємодіють із полярними молекулами води. Завдяки цьому іони миючого засобу разом із забрудненням відриваються від поверхні тканини та переходять у водне середовище. Так відбувається очищення забрудненої поверхні миючою речовиною.

Робота у малих групах

Використовуючи інформаційні листи (додаток) та роздатковий матеріал, учні виконують такі завдання.

1. Заповнити таблицю.

Таблиця

Склад мила та синтетичних миючих засобів

2. Відповісти на питання: у чому переваги використання синтетичних миючих засобів у порівнянні з милом?

Рольова гра «Виробництво мила»

Один із учнів виступає в ролі технолога, який розповідає про стадії виробництва мила. Кожна група обирає кореспондента від засобів масової інформації: журналу Мило, газети Мильна бульбашка, телекомпанії СМС.

Технолог. Виробництво мила складається з двох стадій: хімічної та механічної. На першій стадії (варіння мила) отримують водний розчин натрієвих (рідше калієвих) солей, жирних кислот або їх замінників.

Отримання вищих карбонових кислот при крекінгу та окисленні нафтопродуктів:

Одержання натрієвих солей:

З n H m COOH + NaOH = С n H m COONa + H2O.

Варіння мила закінчують обробкою мильного розчину (мильного клею) надлишком лугу або розчином хлориду натрію. В результаті цього на поверхню розчину виринає концентрований шар мила, званий ядром. Отримане мило називають ядровим, а процес його виділення з розчину - відсолювання або висолення.

Механічна обробка полягає в охолодженні та сушінні, шліфуванні, обробці та упаковці готової продукції.

В результаті миловарного процесу ми отримуємо найрізноманітнішу продукцію, з якою ви можете ознайомитись.

Кореспондент журналу "Мило". Стадії виробництва господарського та туалетного мила однакові чи мають відмінності?

Технолог.Виробництво господарського мила закінчують на стадії висолювання, при цьому відбувається очищення мила від білкових, барвників та механічних домішок. Виробництво туалетного мила проходить усі стадії механічної обробки. Найважливішою є шліфування, тобто. переведення ядрового мила в розчин кип'ятінням з гарячою водою та повторним висолюванням. При цьому мило виходить особливо чистим та світлим.

Кореспондент газети «Мильна бульбашка». Чи одержують при виробництві мила побічні продукти та як їх використовують?

Технолог.Якщо мило варилося з тварин або рослинних жирів, то з розчину після відділення ядра виділяють гліцерин, що утворюється при омиленні, який знаходить широке застосування: у виробництві вибухових речовин і полімерних смол, як пом'якшувач тканини і шкіри, при виготовленні парфумерних, косметичних і медичних препаратів, виробництві кондитерських виробів.

Кореспондент телекомпанії "СМС". В даний час частина мила та синтетичних миючих засобів одержують з нафтопродуктів. У чому технологічні секрети такого виробництва?

Технолог.У виробництві мила застосовують нафтенові кислоти, що виділяються під час очищення нафтопродуктів (бензину, гасу). З цією метою нафтопродукти обробляють розчином гідроксиду натрію та одержують водний розчин натрієвих солей нафтенових кислот. Цей розчин упарюють і обробляють кухонною сіллю, внаслідок чого на поверхню розчину виринає мазеподібна маса темного кольору – милонафт. Для очищення милонафта його обробляють сірчаною кислотою. Цей нерозчинний у воді продукт називають асидолом або асидол-милонафтом. Безпосередньо із асидолу виготовляють мило.

Робота за схемою 2.

Наприкінці першого заняття вчитель підбиває підсумки вивчення навчального матеріалу, свідчить про заходи профілактики під час використання миючих засобів.

Пральні порошки можуть:

Дратувати дихальні шляхи;

Стимулювати проникнення у шкіру отруйних речовин;

Викликати алергію та дерматит шкіри.

У всіх цих випадках необхідно перейти на використання мила, єдиним недоліком якого є те, що воно висушує шкіру.

Практична робота
«Властивості мила та синтетичних миючих засобів»

(Перед початком роботи – інструктаж з ТВ.)

Досвід «Омилення жирів у водно-спиртовому розчині»

У пробірку помістіть жир, маргарин і вершкове масло, прилийте 8-10 мл 15% спиртового розчину гідроксиду натрію. Перемішайте суміш, нагрійте до кипіння. Омилення ведіть доти, доки рідина не стане однорідною. До отриманої густої рідини додайте насичений розчин натрію хлориду і кип'ятіть розчин 1-2 хвилини.

1. Яка речовина з'явилася на поверхні внаслідок виконаного досвіду?

3. Для яких практичних цілей використовується процес омилення жирів?

Досвід «Виділення жирних кислот»

У пробірку помістіть шматочок твердого мила, прилийте до нього 8-10 мл дистильованої води, збовтайте та підігрійте отриманий розчин. До розчину мила прилийте розчин розведеної сірчаної кислоти та нагрійте до кипіння.

Завдання для самостійних висновків

1. Які зміни відбуваються при нагріванні та охолодженні розчину?

2. Напишіть рівняння реакції, що відбувається.

Досвід «Отримання нерозчинних солей жирних кислот»

У пробірку помістіть шматочок твердого мила, прилийте до нього 8-10 мл дистильованої води, збовтайте та підігрійте отриманий розчин. Розділіть розчин за трьома пробірками, в першу додайте розчин ацетату свинцю, в другу – розчин хлориду кальцію, в третю – розчин сульфату міді.

Завдання для самостійних висновків

1. Поясніть зміни, які відбуваються у кожній пробірці.

2. Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються.

Досвід «Порівняння мила та синтетичних миючих засобів»

Приготуйте у трьох пробірках по 10 мл розведених розчинів:

а) твердого мила;

б) одного із синтетичних порошкоподібних миючих засобів;

в) рідкого мила.

Розділіть отримані розчини на дві частини (у кожній з них – три пробірки).

а) У кожну з трьох пробірок першої частини з різними розчинами додайте по кілька крапель фенолфталеїну. (Якщо миючий засіб призначений для бавовняних тканин, то середовище буває лужним, а якщо для шовкових та вовняних – нейтральним.)

б) У три пробірки, що залишилися, другої частини з розчинами мила і синтетичних миючих засобів додайте при струшуванні по 2-3 мл води, що містить іони Са 2+ і Mg 2+ .

Завдання для самостійних висновків

1. Чому розчин мила має лужне середовище? Відповідь поясніть рівнянням реакції.

2. Який із зазначених вище миючих засобів слід використовувати для прання:

а) бавовняних тканин;

б) шовкових та вовняних тканин;

в) у твердій воді?

Після закінчення заняття вчитель підбиває підсумок роботи на уроці, коротко повторюючи його основні етапи.

ДОДАТОК

Інформаційний лист

Тварини жири – давня і дуже цінна сировина миловарної галузі промисловості. Вони містять до 40% насичених жирних кислот.

Синтетичні жирні кислоти отримують з парафіну нафт каталітичним окисленням киснем повітря:

СН 3 (СН 2) m CH 2 -СН 2 (СН 2) nСН 3 + 2,5O 2 = СН 3 (СН 2) m COOH + СН 3 (СН 2) n COOH + H2O.

При виробництві мила використовують дві фракції: 10-16 і 17-20. У господарському милі синтетичних кислот 35-40%.

У виробництві мила використовують каніфоль, що отримується під час переробки живиці хвойних дерев. Каніфоль складається із суміші смоляних кислот, що містять у ланцюзі близько 20 вуглецевих атомів. У рецептуру господарського мила вводять 12–15% каніфолі від маси жирних кислот, а рецептуру туалетних мил – трохи більше 10%. Введення каніфолі робить мило м'яким та липким.

Для покращення характеристик господарського та туалетного мила, а також для його здешевлення до нього вводять наповнювачі. До них відносяться натрієві солі, казеїн та крохмаль. Казеїн та крохмаль використовуються для піноутворення та стійкості піни. Основним наповнювачем туалетного мила є сапонін, що отримується вилуговуванням деяких рослин.

При пранні білизни у твердій воді, що містить іони кальцію та магнію, витрата мила підвищується на 25–30%. Малорозчинні солі кальцію та магнію осідають на тканині, роблячи її грубою, менш еластичною, бляклою, знижують її міцність.

Для усунення шкідливих наслідків жорсткої води мило вводять декаоксотрифосфат (V) натрію Na 5 P 3 O 10 . Іони P 3 O 10 5– зв'язують іони кальцію та магнію у міцні нерозчинні сполуки. Фактично вони грають роль пом'якшувача води. З цією ж метою Na 5 P 3 O 10 додають і пральні порошки в обсязі до 20%.

Основою синтетичних миючих засобів (детергентів) є Na-cоль алкансульфокислоти,

частка якої сягає 30%.

Загальна формула синтетичних миючих засобів:

Виробництво цих речовин ґрунтується на продуктах переробки нафти.

Синтетичні миючі засоби – складна композиція, що містить відбілювачі (ультрамарин, перборат натрію) та піноутворювачі (аміноспирти). Вони однаково добре миють як у м'якій, так і у твердій воді.

У той же час, детергенти дуже повільно піддаються біорозкладанню. Нагромаджуючись у водоймах, вони ведуть до сильного розростання зелених рослин, що викликає заболочування.

До винаходу мила жир і бруд зі шкіри видаляли золою та дрібним річковим піском. Єгиптяни вмивалися змішаною з водою пастою на основі бджолиного воску. У Стародавньому Римі при миття користувалися дрібно стовченою крейдою, пемзою, золою. Мабуть, римлян не бентежило, що при таких обмиваннях разом із брудом можна було «зіскребти» і частину самої шкіри. Заслуга у винаході мила належить, ймовірно, галльським племенам. За свідченням Плінія Старшого, із сала та золи букового дерева галли робили мазь, яку застосовували для фарбування волосся та лікування шкірних захворювань. А в II столітті її стали використовувати як миючий засіб.

Християнська релігія вважала миття тіла справою "гріховодним". Багато «святих» були відомі лише тим, що все своє життя не вмивалися. Але люди давно помітили шкоду та небезпеку для здоров'я забруднення шкіри. Вже у 18 столітті на Русі було налагоджено миловаріння, а низці європейських країн ще раніше.

Технологія виготовлення мила з тваринних жирів складалася багато століть. Спочатку складається жирова суміш, яку розплавляють та омиляють – варять із лугом. Для гідролізу жиру в лужному середовищі береться трохи топленого свинячого сала, близько 10 мл етилового спирту та 10 мл розчину лугу. Сюди додають кухонну сіль і нагрівають отриману суміш. При цьому утворюються мило та гліцерин. Сіль додають для осадження гліцерину та забруднень. У мильній масі утворюється два шари – ядро ​​(чисте мило) та підмилений луг .

Також отримують мило у промисловості.

Омилення жирів може протікати і при сірчаної кислоти (кислотне омилення). При цьому виходять гліцерин та вищі карбонові кислоти. Останні дією лугу чи соди переводять у мила. Вихідною сировиною для отримання мила служать рослинні олії (соняшникова, бавовняна та ін), тваринні жири, а також гідроксид натрію або кальцинована сода. Рослинні олії попередньо піддаються гідрогенізації, тобто їх перетворюють на тверді жири. Застосовуються також замінники жирів – синтетичні карбонові жирні кислоти з великою молекулярною масою. Виробництво мила вимагає великих кількостей сировини, тому поставлено завдання отримання мила з харчових продуктів. Необхідні для мила карбонові кислоти отримують окисленням парафіну. Нейтралізацією кислот, що містять від 9 до 15 вуглецевих атомів у молекулі, отримують туалетне мило, а з кислот, що містять від 16 до 20 атома вуглецю, - господарське мило та мило для технічних цілей.

Склад мила

Звичайні мила складаються головним чином із суміші солей пальмітинової, стеаринової та олеїнової кислот. Натрієві солі утворюють тверді мила, калієві солі рідкі мила.

Мило – натрієві або калієві солі вищих карбонових кислот,
отримані в результаті гідролізу жирів у лужному середовищі

Будівлю мила можна описати загальною формулою:

R – COOМ

де R – вуглеводневий радикал, M – метал.

Переваги мила:

а) простота та зручність у використанні;

б) добре видаляє шкірне сало

в) має антисептичні властивості

Недоліки мила та їх усунення:

Експеримент:

Візьміть чашку з водою. Помістіть туди сірник так, щоб він плавав на поверхні. Торкніться загостреним кінцем мила поверхні води збоку від сірника. Сірник рухається убік від мила. Це тому, що поверхневе натяг води більше, ніж мильної. З різних боків на сірник діють різні сили – він рухається убік від більшої сили поверхневого натягу. Поверхневий шар дистильованої води знаходиться в натягнутому стані подібно до пружної плівки. При додаванні мила та деяких інших розчинних у воді речовин поверхневий натяг води зменшується. Мило та інші миючі речовини відносять до поверхнево-активних речовин (ПАР). Вони зменшують поверхневий натяг води, посилюючи тим самим миючі властивості води

Будова мила- стеарату натрію.

Відео-досвід «Виділення вільних жирних кислот із мила»

Молекула натрію стеарату має довгий неполярний вуглеводневий радикал (позначений хвилястою лінією) і невелику полярну частину:

Молекули ПАР на прикордонній поверхні розташовуються так, що гідрофільні групи карбоксильних аніонів направлені у воду, а вуглеводневі гідрофобні виштовхуються з неї. В результаті поверхня води покривається частоколом з молекул ПАР. Така водна поверхня має менший поверхневий натяг, що сприяє швидкому та повному змочування забруднених поверхонь. Зменшуючи поверхню натягу води, ми збільшуємо її змочуючу здатність.

СМС (синтетичні миючі засоби) – натрієві солі складних ефірів вищих спиртів та сірчаної кислоти:

R - CH 2 - O - SO 2 - ONa

Ці солі містять в молекулі від 12 до 14 вуглецевих атомів і мають дуже хороші миючі властивості. Кальцієві та магнієві солі розчиняються у воді, а тому такі мила миють і у твердій воді. Алкілсульфати містяться у багатьох пральних порошках.

Синтетичні миючі засоби вивільняють сотні тисяч тонн харчової сировини - олії та жирів.

Експеримент:

Можна порівняти мила та СМС (пральний порошок) перевіривши за допомогою індикаторів, яке середовище характерне для наших миючих засобів.

При додаванні лакмусу в розчин мила і розчин СМС він набуває синій колір, а фенолфталеїн - малиновий, тобто реакція середовища лужна. До речі, якщо миючий засіб призначений для прання бавовняних тканин, то реакція середовища має бути лужною, а якщо для шовкових та вовняних тканин – нейтральною.

А що відбувається з милом та СМС у жорсткій воді?

Додамо в одну пробірку розчин мила, а в іншу розчин СМС збовтаємо їх. Що ви спостерігаєте? У ці пробірки додамо хлорид кальцію і збовтаємо вміст пробірок. Що ви тепер спостерігаєте? Розчин СМС піниться, а в розчині мила утворюються нерозчинні солі:

2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = Са(З 17 Н 35 СОО) 2 ↓

СМС утворюють розчинні солі кальцію, які також мають поверхнево-активні властивості.

Використання надмірної кількості цих засобів призводить до забруднення довкілля.

Багато ПАР важко піддаються біологічному розкладу. Поступаючи зі стічними водами в річки та озера, вони забруднюють довкілля. В результаті утворюються цілі гори піни в каналізаційних трубах, річках, озерах, куди потрапляють промислові та побутові стоки. Використання деяких ПАР призводить до загибелі всіх живих мешканців у воді. Чому розчин мила, потрапляючи в річку чи озеро, швидко розкладається, а деякі ПАР немає? Справа в тому, що мила, отримані з жирів, містять нерозгалужені вуглеводневі ланцюги, що руйнуються бактеріями. У той же час до деяких СМС входять алкілсульфати або алкіл(арил)сульфонати з вуглеводневими ланцюгами, що мають розгалужену або ароматичну будову. Такі сполуки бактерії "перетравити" не можуть. Тому під час створення нових ПАР необхідно враховувати як їх ефективність, а й здатність до біологічного розпаду – знищення деякими видами мікроорганізмів.

Для того, щоб розібратися, як зварити мило з нуля в домашніх умовах, необхідно визначиться, які ж властивості ви хочете отримати від омріяного шматочка мила. Чи буде це мило для тіла, чи шампунь-мило, очікуєте м'яку дрібну піну або великі мильні бульбашки, хочете зробити зволожуюче мило, антисептичне або скраб мило. Від усього цього і залежатиме склад мила та властивості. У цій статті ми намагатимемося покроково розібратися, як скласти рецепт мила.

Три кити мила з нуля: луг, олія та вода

Нагадаємо, для того, щоб приготувати мило з нуля, достатньо трьох компонентів: луг, вода, масло (жир). Як луг для твердих видів мила використовуємо каустичну соду NaOH, для рідкого мила – їдкий калій KOH. Ну, а для того, щоб розібратися, як вибрати масла для виготовлення мила з нуля, рекомендуємо звернути увагу на наш розділ. Якщо коротко, то

• пишну пінкудають пальмоядрову та кокосову олію, стійку піну створять оливкову олію, олію солодкого мигдалю та кукурудзяну
• збільшують твердість мила, а значить і час змилювання - все ті ж кокос і пальмоядрове масло
• зволожить- Олива, олія ши, олія солодкого мигдалю та олія абрикосової кісточки.

Вчимося складати рецепт мила з нуля

Метод виготовлення мила з нуля, процес хімічний (хімія мила), отже, вимагає серйозного підходу і точного розрахунку. Отже, необхідна точна вага олії, від якої залежатиме вага лугу та води. Відразу за технологією вибирайте ті олії, які хочете використовувати у вашому милі та їх кількість. Далі вам необхідно поєднати воду і луг, а для цього потрібно відміряти ці інгредієнти.

1. Як відміряти луг для складання рецепту мила з нуля:

Формула для розрахунку кількості лугу:

Маса базової олії * число омилення * 95% = необхідна кількість NaOH.

Якщо у складі кілька олій, то для визначення ваги лугу, множимо вагу кожної олії на відповідне число омилення, підсумовуємо всі твори та отриманий результат множимо на 95 %:

((Вага масла1×Число омилення1) + (Вага масла2×Число омилення2) + (Вага масла3×Число омилення3)) × 95 % = Вага каустичної соди

Число омилення

Омилення, це хімічна реакція, завдяки якій із суміші вийде мило, і луг повністю розчиниться в маслі. Безумовно, коефіцієнт омилення для різних масел варіюється.

2. Як відміряти воду в мило з нуля

Формула розрахунку води в милі з нуля

Вага олії, в грамах × 0,375 = Вага води, в грамах

При використанні декількох олій:

Сума ваги всіх олій, в грамах × 0,375 = Вага води, в грамах

3. Приклад розрахунку кількості каустичної соди та води в милі з нуля

(Сумарний склад 1 кг олій)

Підставляємо дані у формулу для розрахунку каустичної соди:

((500×0,134) + (400×0,141) + (100×0,193)) × 95 % = 142,7×0,95 = 135,6 (г) – вага каустичної соди на 1 кг олій.

Підставляємо дані у формулу для розрахунку води:

(500 + 400 + 100) × 0,375 = 375 (г) - вага води на 1 кг олій.

Отриманий рецепт:

Оливкова олія – 500 г

Пальмова олія – 400 г

Шипшина олія – 100 г

Луг (каустична сода) – 135,6 г

Вода (крижана) – 375 г

Це приклад, як працює мильний калькулятор, прорахований вручну.

Мильний калькулятор

Створюючи свій рецепт для мила з нуля, ви можете скористатися існуючими калькуляторами, де достатньо вказати бажані олії та їх вагу, а комп'ютер сам розрахує потрібну кількість лугу та води. Тобто, в принципі, не потрібно знати кількість омилення, цей коефіцієнт автоматично закладено в калькулятор. Приклади кількох калькуляторів із інтернету: , ., . Тут також вказується наскільки збалансований ваш рецепт, часто на цей параметр краще звертайте особливу увагу.

Якщо ж Ви довіряєте лише власним підрахункам, то скористайтеся наведеними вище формулами та коефіцієнтами.