Struktura sapuna (kemija sapuna)

Sapuni su natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina (Shema 1), koje u vodenoj otopini hidroliziraju u kiselinu i lužinu.

Opća formula čvrstog sapuna:

Soli formirane jakim bazama alkalijskih metala i slabim karboksilnim kiselinama podliježu hidrolizi:

Nastala lužina emulgira, djelomično razgrađuje masnoće i tako oslobađa prljavštinu zalijepljenu na tkaninu. Karboksilne kiseline s vodom stvaraju pjenu koja hvata čestice prljavštine. Kalijeve soli su topljivije u vodi od natrijevih soli i stoga imaju jača svojstva čišćenja.

Hidrofobni dio sapuna prodire kroz hidrofobni kontaminant, što rezultira time da je površina svake čestice kontaminanta okružena ljuskom hidrofilnih skupina. Oni stupaju u interakciju s polarnim molekulama vode. Zbog toga se ioni deterdženta, zajedno s onečišćenjem, otkidaju s površine tkanine i prelaze u vodenu sredinu. Tako se onečišćena površina čisti deterdžentom.

Proizvodnja sapuna sastoji se od dvije faze: kemijske i mehaničke. U prvoj fazi (kuhanje sapuna) dobiva se vodena otopina natrijevih (rjeđe kalijevih) soli, masnih kiselina ili njihovih zamjena.

Proizvodnja viših karboksilnih kiselina tijekom krekiranja i oksidacije naftnih proizvoda:

Priprema natrijevih soli:

SnHmCOOH + NaOH = SnHmCOONa + H2O.

Kuhanje sapuna završava se tretiranjem otopine sapuna (sapunskog ljepila) viškom lužine ili otopine natrijeva klorida. Kao rezultat toga, koncentrirani sloj sapuna, koji se naziva jezgra, pluta na površini otopine. Dobiveni sapun naziva se zvučni sapun, a postupak izdvajanja iz otopine soljenje ili soljenje.

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

Kao rezultat procesa izrade sapuna dobivamo širok izbor proizvoda s kojima se možete upoznati.

Proizvodnja sapuna za pranje rublja završava se u fazi soljenja, tijekom koje se sapun čisti od proteinskih, bojila i mehaničkih nečistoća. Proizvodnja toaletnog sapuna prolazi kroz sve faze mehaničke obrade. Najvažniji od njih je mljevenje, tj. pretvaranje zdravog sapuna u otopinu kuhanjem s vrućom vodom i ponovnim soljenjem. U ovom slučaju sapun je posebno čist i lagan.

Prašci za pranje mogu:

• * nadražuju dišne ​​puteve;
• * potiču prodiranje toksičnih tvari u kožu;
• * izazivaju alergije i kožni dermatitis.

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

Ako je sapun napravljen od životinjskih ili biljnih masti, tada se nakon odvajanja jezgre iz otopine izdvaja glicerin koji nastaje saponifikacijom, a ima široku primjenu: u proizvodnji eksploziva i polimernih smola, kao omekšivač tkanina i kože. , u proizvodnji parfema, kozmetike i lijekova, u proizvodnji konditorskih proizvoda.

U proizvodnji sapuna koriste se naftenske kiseline koje se oslobađaju tijekom pročišćavanja naftnih derivata (benzin, kerozin). U tu svrhu se naftni proizvodi tretiraju otopinom natrijevog hidroksida i dobiva se vodena otopina natrijevih soli naftenskih kiselina. Ova se otopina ispari i pomiješa s kuhinjskom soli, pri čemu na površinu otopine ispliva tamno obojena masa poput masti - nafta sapuna. Za čišćenje sapunafta tretira se sumpornom kiselinom. Ovaj proizvod netopljiv u vodi naziva se asidol ili asidol-mylonaft. Sapun se proizvodi izravno od asidola.

Sirovine za sapun

Opći podaci o sirovinama od kojih se izrađuje sapun.

Životinjske masti su drevna i dragocjena sirovina za izradu sapuna. Sadrže do 40% zasićenih masnih kiselina. Umjetne, odnosno sintetske masne kiseline dobivaju se iz naftnog parafina katalitičkom oksidacijom atmosferskim kisikom. Tijekom oksidacije molekula parafina se lomi na različitim mjestima, te se dobije smjesa kiselina koje se zatim razdvajaju u frakcije. U proizvodnji sapuna uglavnom se koriste dvije frakcije: C10-C16 i C17-C20. Sintetičke kiseline se uvode u sapun za pranje rublja u količini od 35-40%.

Naftenske kiseline, koje se oslobađaju tijekom pročišćavanja naftnih proizvoda (benzin, kerozin, itd.), Također se koriste za proizvodnju sapuna. U tu svrhu naftni proizvodi se tretiraju otopinom natrijevog hidroksida i dobiva se vodena otopina natrijevih soli naftenskih kiselina (monokarboksilne kiseline niza ciklopentana i cikloheksana). Ova se otopina ispari i pomiješa s kuhinjskom soli, pri čemu na površinu otopine ispliva tamno obojena masa poput masti - nafta sapuna. Da bi se pročistila nafta sapuna, ona se tretira sumpornom kiselinom, odnosno same naftenske kiseline se istiskuju iz soli. Ovaj proizvod netopljiv u vodi naziva se asidol ili asidolmylonaft. Direktno od asidola može se napraviti samo tekući ili mekani sapun. Ima uljni miris, ali ima baktericidna svojstva.

U proizvodnji sapuna od davnina se koristi kolofonij koji se dobiva preradom smole crnogoričnog drveća. Kolofonij se sastoji od mješavine smolnih kiselina koje sadrže oko 20 ugljikovih atoma u ugljikovom lancu. U sastavu sapuna za pranje rublja obično se dodaje 12-15% kolofonija u odnosu na težinu masnih kiselina, au formulaciji toaletnih sapuna ne više od 10%. Uvođenje kolofonija u velikim količinama čini sapun mekim i ljepljivim.

Naravno, danas je važno koristiti razne biljne masti, o njima postoji poseban članak u odjeljku.

Osim u korištenju sapuna kao deterdženta, koristi se za izbjeljivanje tkanina, u proizvodnji kozmetike te za izradu smjesa za poliranje boja na bazi vode.

U svakodnevnom životu, razne stvari i predmeti su podvrgnuti procesu pranja. Zagađivači dolaze u raznim oblicima, ali najčešće su slabo topljivi ili netopivi u vodi. Takve tvari, u pravilu, su hidrofobne, jer se ne vlaže vodom i ne stupaju u interakciju s vodom. Stoga su potrebni razni deterdženti.

Pranje se može nazvati čišćenjem onečišćene površine tekućinom koja sadrži deterdžent ili sustavom deterdženata. Voda se uglavnom koristi kao tekućina u svakodnevnom životu. Dobar sustav za čišćenje trebao bi obavljati dvostruku funkciju: ukloniti prljavštinu s površine koja se čisti i prenijeti je u vodenu otopinu. To znači da deterdžent također mora imati dvojaku funkciju: sposobnost interakcije sa onečišćivačem i sposobnost njegovog prijenosa u vodu ili vodenu otopinu.

Stoga molekula deterdženta mora imati hidrofobne i hidrofilne dijelove. "Phobos" na grčkom znači strah. Strah. Dakle, hidrofoban znači "boji se, izbjegava vodu". "Phileo" na grčkom znači "ljubav", hidrofilan znači ljubav. Zadržavanje vode.

Hidrofobni dio molekule deterdženta ima sposobnost interakcije s površinom hidrofobnog onečišćenja. Hidrofilni dio deterdženta stupa u interakciju s vodom, prodire u vodu i nosi sa sobom česticu onečišćenja pričvršćenu za hidrofobni kraj.

Deterdženti moraju imati sposobnost adsorpcije na graničnu površinu, odnosno moraju imati površinski aktivne tvari.

Soli teških karboksilnih kiselina, na primjer CH3(CH2)14COONa, tipični su tenzidi. Sadrže hidrofilni dio (u ovom slučaju karboksilnu skupinu) i hidrofobni dio (ugljikovodični radikal).

Svojstva sapuna. Što je sapun?

Sapuni su soli visokomolekularnih masnih kiselina. Sapuni su u tehnici natrijeve ili kalijeve soli viših masnih kiselina, čije molekule sadrže najmanje 8, a ne više od 20 ugljikovih atoma, kao i slične naftenske i smolne kiseline (kolofonijum); vodene otopine takvih soli imaju površinski aktivna i deterdžentska svojstva. Soli zemnoalkalijskih i teških metala konvencionalno se nazivaju metalni sapuni; većina ih je netopljiva u vodi.

U bezvodnom stanju, natrijeve i kalijeve soli masnih kiselina su čvrste kristalne tvari s taljenjem. 220o-270o. Bezvodni sapuni, osobito kalijevi, higroskopni su; Štoviše, soli nezasićenih masnih kiselina higroskopnije su od zasićenih soli.

U vrućoj vodi na temperaturi blizu vrelišta sapuni se otapaju u svim pogledima; pri prosječnim sobnim temperaturama njihova je topljivost ograničena i ovisi o prirodi i sastavu kiselina i lužina.

Sapuni koji sadrže velike količine soli krutih masnih kiselina visoke molekularne težine, slabo se pjene u hladnoj vodi i imaju slabu moć čišćenja, dok sapuni od tekućih ulja, kao i od krutih masnih kiselina niske molekularne težine, poput kokosovog ulje, dobro oprati na sobnoj temperaturi . Sapuni, kao soli alkalnih metala i slabih organskih kiselina, kada se otope u vodi podvrgavaju se hidrolizi uz stvaranje slobodnih lužina i kiselina, kao i kiselih soli, koje su za većinu masnih kiselina slabo topljivi precipitati koji daju zamućenje otopinama. Za soli raznih masnih kiselina, hidroliza se povećava s povećanjem molekularne težine, smanjenjem koncentracije sapuna i povećanjem temperature otopine. Zbog hidrolize, vodene otopine čak i neutralnih sapuna imaju alkalnu reakciju. Alkohol inhibira hidrolizu sapuna.

Sapuni u vodenim otopinama su dijelom u stanju prave otopine, dijelom u koloidno polidisperznom stanju, tvoreći složeni sustav koji se sastoji od molekula i micela neutralnog sapuna, njegovih iona i drugih produkata hidrolize.

Sa smanjenjem polariteta otapala, tj. prijelazom iz vode u organske tekućine, poput alkohola, koloidna svojstva sapunskih otopina opadaju. Topljivost sapuna u metilnom i etilnom alkoholu znatno je veća nego u vodi, au bezvodnim alkoholima sapun je u stanju prave otopine. Koncentrirane otopine krutih sapuna masnih kiselina u etilnom alkoholu, pripremljene zagrijavanjem, ohlađenim daju čvrste gelove koji se u tehnologiji koriste za pripremu tzv.

Sapuni su gotovo netopljivi u bezvodnom eteru i benzinu. Topivost kiselih sapuna u benzinu i drugim ugljikovodičnim tekućinama znatno je veća od neutralnih. Soli zemnoalkalijskih metala viših masnih kiselina, kao i soli teških metala, netopljive su u vodi. Metalni sapuni se otapaju u mastima, što se koristi u proizvodnji sušivih ulja, gdje ovi sapuni djeluju kao katalizatori za ubrzavanje procesa sušenja masnih ulja, a koristi se u tehnologiji proizvodnje masti (krutih ulja ).

Široka uporaba sapuna kao deterdženata, sredstava za vlaženje, emulgatora, peptizatora, maziva i aktivnih reduktora tvrdoće, na primjer, pri rezanju metala, objašnjava se specifičnom strukturom njihovih molekula. Sapuni su tipični tenzidi.

sapun natrijeva sol potash

Kako pripremiti kaustičnu sodu i potašu

Čistoća sode

Što je veći postotak, to je soda čišća. Chda nije proizvođač, nego kvalifikacija. Postoji i ch - čisto, khch - kemijski čisto i posebna čistoća - najviše pročišćavanje.

GOST stupanj reagensa je 4328-77 (konačni brojevi su godina kada je GOST usvojen), a prema analizi, ova soda je reagensnog stupnja - 99%, ali se još uvijek ne smatra najčišćim. (Soda ima čistoću 99,9%, stupanj reagensa - 99,99%...).

Ukoliko nemate gotovu kaustičnu sodu ili kalij, možete pripremiti:

prvi od sode pepela ili kristalne sode i gašenog vapna,

a drugi je od potaše i gašenog vapna.

Natrijev hidroksid. Za 1 kg sode, odnosno za 2,85 kg kristalne sode, uzme se 900 g gašenog vapna. Pripremite otopinu sode jačine 30°C na 23°B, za što se 1 kg sode otopi u 4,5-4,6 litara vode.

Otopina sode se stavi u kotao ili se soda odmah otopi u kotlu za kuhanje, tekućina se zagrije na 60 C i ulije gašeno vapno pomiješano s vodom - "vapneno mlijeko" - u malim obrocima. U tom slučaju otopina se jako pjeni i može prijeći rub. Zato kotao treba puniti samo do 2/3 kapaciteta i tijekom kuhanja tekućinu snažno miješati.

Što se tekućina temeljitije miješa, to je bolji proces pretvaranja obične sode u kaustičnu sodu (kaustičnu sodu).

Smjesa se mora zagrijavati 40--60 minuta, zatim se ostavi da se istaloži i bistra otopina se odlije iz taloga.* Prozirna tekućina je otopina kaustične sode približno jakosti 20°--21° B, a dio neotopljenog vapna ostaje u talogu, ostaci kaustične sode, krede i drugih nečistoća, nakon uklanjanja bistre otopine, možete dodati vodu u talog, prokuhati ga nekoliko puta, pustiti da se slegne i ponovo ocijediti bistru tekućinu, što će također biti otopina kaustične sode, ali puno slabije snage.

Kod ovakove izrade kaustične sode otopina je 20° — 21° B. Ako je potrebna jača lužina za saponifikaciju masti, od koje se ima sapun načiniti, može se nastala otopina ispariti; Kako voda isparava, otopina će postajati jača. Ako je potrebna lužina manje jakosti, otopina se razrijedi vodom.

Ovom domaćom proizvodnjom kaustične sode (kaustične sode) od 1 kg sode pepela dobije se 780-820 g kaustične sode.

Gore je navedeno da trebate uzeti 1 kg sode pepela i 2,85 kg kristalne sode. Razlika između sode i kristalne sode je u tome što potonja sadrži kristalnu vodu.

Ako se kristalna soda kalcinira, ona se s treskom mrvi i pretvara u bijeli prah, već potpuno lišen vode (kalciniran).

Kaustični kalij. Kaustični kalij se priprema na isti način kao i kaustična soda Za 1 kg kalcinirane potaše treba uzeti 6,8-7 kg gašenog vapna i 10-11 litara vode. Otopina potaše u vodi zagrijava se bez dovođenja do vrenja, a u kotao se u malim obrocima dodaje gašeno vapno pomiješano s vodom (vapneno mlijeko). Tekućina se cijelo vrijeme snažno miješa i grije se 40-60 minuta. Zatim se smjesa ostavi da se slegne, bistra tekućina, koja je otopina kaustičnog kalija s približnom jakošću od 16--17° B, se ocijedi, a sediment se ponovno polije vodom, zagrije do vrenja i pusti da taloži se, a bistra tekućina, koja je otopina znatno slabije jačine, se ocijedi.

Potaša se može pripremiti kod kuće - ekstrakcijom (ispiranjem) iz biljnog pepela, iz pepela dobivenog izgaranjem drva i općenito iz bilo kojeg drvnog ili biljnog pepela. Pepeo se stavi u posudu koja ima rupu na dnu, lagano se sabije i na pepeo se izlije voda. Voda će procuriti kroz rupu na dnu u obliku mutne tekućine. sakupiti u posebnu posudu. Zatim se mokri pepeo odstrani, ulije svježi pepeo koji se zalije dobivenom mutnom tekućinom iz navlaženog prvog pepela. Ova operacija se ponavlja sve dok ista voda, propuštena kroz nekoliko dijelova pepela, ne postane gusta. Gusta tekućina se provuče kroz tanku tkaninu kako bi se uklonile krute čestice i zagrijava u dubokoj željeznoj posudi dok voda ne ispari.

Nakon što voda ispari, na dnu i stijenkama posude ostaje sivi kamenac koji se skuplja u drugu posudu. Sakupljeni kamenac se kalcinira na jakoj vatri u tavi i dobije se bijeli prah - potaša.

Kalijeva lužina može se pripremiti i iz biljnog ili drvenog pepela na sljedeći način: pepeo prosijan kroz sito stavi se u hrpice na zbijenu zemljanu ili kamenu podlogu i prelije s malo vode da se ovlaži. Zatim se u hrpama naprave udubljenja, ulije oko 8-10% živog vapna, ulije, sve se dobro promiješa i kad se svo vapno ugasi, pospe se odozgo pepelom. Ohlađenu i dobro izmiješanu masu stavljamo u bačvu s dva dna, od kojih gornje ima puno malih rupica. Na gornje dno stavi se komad grubog platna i naspe mješavina pepela i vapna. Između oba dna, s jedne strane, napravljena je rupa u koju je umetnuta cijev za odvod zraka, a s druge strane je pričvršćen ventil za ispuštanje tekućine. Topla voda se izlije na pepeo i vapno, dobro promiješa i ostavi stajati 6-8 sati. Nakon toga, lužina se ispušta kroz slavinu, ima približno snagu od 20-25 ° B.

Drugo izlijevanje vode dat će lužinu jačine 8--10° B, treće - 4--2° B.

Prije izuma sapuna, masnoća i prljavština s kože su se uklanjali pepelom i sitnim riječnim pijeskom. Egipćani su umivali lice pastom na bazi pčelinjeg voska pomiješanog s vodom. U starom Rimu za pranje su se koristili fino mljevena kreda, plovućac i pepeo. Navodno Rimljanima nije smetala činjenica da je prilikom takvog pranja, uz prljavštinu, bilo moguće “ostrugati” i dio same kože. Zasluge za izum sapuna vjerojatno pripadaju galskim plemenima. Prema Pliniju Starijem, Gali su od loja i pepela bukve pravili melem koji se koristio za bojanje kose i liječenje kožnih bolesti. A u 2. stoljeću počeli su ga koristiti kao deterdžent.

Kršćanska religija smatrala je pranje tijela "grešnom" aktivnošću. Mnogi "sveci" bili su poznati samo po tome što se cijeli život nisu prali. Ali ljudi su odavno primijetili štetu i opasnost po zdravlje onečišćenja kože. Već u 18. stoljeću u Rusiji je osnovana proizvodnja sapuna, au nizu europskih zemalja i ranije.

Tehnologija izrade sapuna od životinjskih masti razvijala se stoljećima. Prvo se priprema masna smjesa koja se topi i saponificira - kuha s lužinom. Za hidrolizu masti u alkalnoj sredini, uzmite malo topljene svinjske masti, oko 10 ml etilnog alkohola i 10 ml otopine lužine. Ovdje se također dodaje kuhinjska sol i dobivena smjesa se zagrijava. Ovo proizvodi sapun i glicerin. Sol se dodaje za taloženje glicerina i nečistoća. U sapunskoj masi formiraju se dva sloja - jezgra (čisti sapun) i sapunska lužina .

Sapun se proizvodi i industrijski.

Saponifikacija masti također se može dogoditi u prisutnosti sumporne kiseline (kisela saponifikacija). Pritom nastaje glicerol i više karboksilne kiseline. Potonji se pretvaraju u sapune djelovanjem lužine ili sode. Polazni materijali za proizvodnju sapuna su biljna ulja (suncokretovo, pamučno, itd.), životinjske masti, kao i natrijev hidroksid ili soda pepeo. Biljna ulja se prvo hidrogeniziraju, tj. pretvaraju u čvrste masti. Koriste se i zamjene za masnoću - sintetske karboksilne masne kiseline velike molekulske mase. Za proizvodnju sapuna potrebne su velike količine sirovina, pa je zadatak dobiti sapun iz neprehrambenih proizvoda. Karboksilne kiseline potrebne za proizvodnju sapuna dobivaju se oksidacijom parafina. Neutralizacijom kiselina koje sadrže od 9 do 15 atoma ugljika po molekuli dobiva se toaletni sapun, a od kiselina koje sadrže od 16 do 20 atoma ugljika dobiva se sapun za pranje rublja i sapun za tehničke svrhe.

Sastav sapuna

Konvencionalni sapuni sastoje se prvenstveno od mješavine soli palmitinske, stearinske i oleinske kiseline. Natrijeve soli tvore čvrste sapune, kalijeve soli tvore tekuće sapune.

Sapun - natrijeve ili kalijeve soli viših karboksilnih kiselina,
dobiven kao rezultat hidrolize masti u alkalnoj sredini

Struktura sapuna može se opisati općom formulom:

R – COOM

gdje je R ugljikovodični radikal, M je metal.

Prednosti sapuna:

a) jednostavnost i lakoća korištenja;

b) dobro uklanja sebum

c) ima antiseptička svojstva

Nedostaci sapuna i njihovo otklanjanje:

mane	rješenja
1. Slaba sposobnost čišćenja u tvrdoj vodi koja sadrži topljive soli kalcija i magnezija. Budući da se u ovom slučaju talože u vodi netopljive soli viših karboksilnih kiselina kalcija i magnezija. one. to zahtijeva veliku potrošnju sapuna.	1. U sapun se dodaju kompleksne tvari koje pomažu omekšavanje vode (natrijeve soli etilendiamin-tetraoctene kiseline - EDTA, EDTA, DTPA).
2. U vodenim otopinama sapun je djelomično hidroliziran, t.j. stupa u interakciju s vodom. To proizvodi određenu količinu lužine, koja pomaže razgraditi sebum i ukloniti ga. Kalijeve soli viših karboksilnih kiselina (tj. tekući sapun) bolje su topive u vodi i stoga imaju jače djelovanje čišćenja. Ali u isto vrijeme ima štetan učinak na kožu ruku i tijela. To je zbog činjenice da najtanji gornji sloj kože ima blago kiselu reakciju (pH = 5,5) i na taj način sprječava patogene bakterije da prodru u dublje slojeve kože. Pranje sapunom dovodi do kršenja pH (reakcija postaje blago alkalna), pore kože se otvaraju, što dovodi do smanjenja prirodne zaštitne reakcije. Ako prečesto koristite sapun, vaša koža postaje suha, a ponekad i upaljena.	2. Kako bi se smanjio ovaj negativni učinak, moderne vrste sapuna dodaju: - slabe kiseline (limunska kiselina, borna kiselina, benzojeva kiselina, itd.), koje normaliziraju pH - kreme, glicerin, vazelin, palmino ulje, kokosovo ulje, dietanolamidi kokosovog i palminog ulja itd. omekšati kožu i spriječiti ulazak bakterija u pore kože.

Eksperiment:

Uzmite šalicu vode. Tamo stavite šibicu tako da pluta na površini. Dodirnite šiljastim krajem sapuna površinu vode na strani šibice. Šibica se odmakne od sapuna. To se događa jer je površinska napetost vode veća od površinske napetosti sapuna. Na šibicu djeluju različite sile iz različitih smjerova – ona se udaljava od veće sile površinske napetosti. Površinski sloj destilirane vode je u napetom stanju poput elastičnog filma. Dodavanjem sapuna i nekih drugih tvari topljivih u vodi površinska napetost vode se smanjuje. Sapun i drugi deterdženti klasificiraju se kao površinski aktivne tvari (tenzidi). Smanjuju površinsku napetost vode, čime se poboljšavaju svojstva čišćenja vode.

Struktura sapuna- natrijev stearat.

Video eksperiment “Izolacija slobodnih masnih kiselina iz sapuna”

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

Molekule surfaktanta na graničnoj površini raspoređene su tako da su hidrofilne skupine karboksilnih aniona usmjerene u vodu, a hidrofobne ugljikovodične skupine istisnute iz nje. Kao rezultat toga, površina vode prekrivena je palisadom molekula surfaktanta. Takva vodena površina ima manju površinsku napetost, što omogućuje brzo i potpuno vlaženje onečišćenih površina. Smanjenjem vlačne površine vode povećavamo njezinu sposobnost vlaženja.

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

R – CH 2 – O – SO 2 – ONa

I sintetički sapun i sapun napravljen od masti ne peru se dobro u tvrdoj vodi. Stoga, uz sapun od sintetičkih kiselina, deterdženti se proizvode od drugih vrsta sirovina, na primjer, od alkil sulfata - soli estera viših alkohola i sumporne kiseline. Općenito, nastanak takvih soli može se prikazati jednadžbama:

Ove soli sadrže od 12 do 14 atoma ugljika po molekuli i imaju vrlo dobra svojstva čišćenja. Kalcijeve i magnezijeve soli su topive u vodi, pa se takvi sapuni mogu prati u tvrdoj vodi. Alkil sulfati se nalaze u mnogim deterdžentima za pranje rublja.

Sintetički deterdženti oslobađaju stotine tisuća tona prehrambenih sirovina - biljnih ulja i masti.

Eksperiment:

Sapune i SMS (prašak za pranje rublja) možete usporediti tako da indikatorima provjerite kakvo je okruženje tipično za naše deterdžente.

Kada se otopini sapuna i SMS otopini doda lakmus, on postaje plav, a fenolftalein postaje grimizan, odnosno reakcija medija 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, trebala bi biti neutralna.

Što se događa sa sapunom i SMS-om u tvrdoj vodi?

Dodajte otopinu sapuna u jednu epruvetu, a SMS otopinu u drugu, protresite ih. Što promatraš? U iste epruvete dodajte kalcijev klorid i protresite sadržaj epruveta. Što sada promatrate? SMS otopina se pjeni, a u otopini sapuna nastaju netopljive soli:

2C 17 H 35 COO – + Ca 2+ = Ca(C 17 H 35 COO) 2 ↓

SMC stvaraju topljive kalcijeve soli, koje također imaju površinski aktivna svojstva.

Korištenje prekomjernih količina ovih proizvoda dovodi do zagađenja okoliša.

Mnoge površinski aktivne tvari teško je biološki razgraditi. Otpadne vode koje dospijevaju u rijeke i jezera zagađuju okoliš. Zbog toga se stvaraju čitave planine pjene u kanalizacijskim cijevima, rijekama, jezerima, gdje završavaju industrijske i kućne otpadne vode. Korištenje nekih površinski aktivnih tvari dovodi do smrti svih živih stanovnika u vodi. Zašto se otopina sapuna brzo razgrađuje kada dospije u rijeku ili jezero, a neki surfaktanti ne? Činjenica je da sapuni napravljeni od masti sadrže nerazgranate ugljikovodične lance koje uništavaju bakterije. U isto vrijeme, neki SMC sadrže alkil sulfate ili alkil (aril) sulfonate s ugljikovodičnim lancima koji imaju razgranatu ili aromatsku strukturu. Bakterije ne mogu "probaviti" takve spojeve. Stoga je pri stvaranju novih površinski aktivnih tvari potrebno voditi računa ne samo o njihovoj učinkovitosti, već io njihovoj sposobnosti biorazgradnje – uništavanja od strane određenih vrsta mikroorganizama.

Saponifikacija- Ovo je hidroliza estera pod utjecajem lužina. Ovo proizvodi sol organske kiseline i alkohola. Povijesno gledano, ovaj naziv dolazi od procesa izrade sapuna - hidrolize masti s lužinom, pri čemu nastaje mješavina soli viših masnih kiselina (zapravo sapuna) i glicerina (trohidrični alkohol).
Odnosno saponifikacija je reakcija estera s alkalijom.

Prije izuma sapuna, masnoća i prljavština uklanjani su s kože pomoću pepela i sitnog riječnog pijeska. Tehnologija izrade sapuna od životinjskih masti razvijala se stoljećima. Pogledajmo kako možete napraviti sapun u kemijskom laboratoriju. Prvo se priprema masna smjesa koja se topi i saponificira - kuha s lužinom. Za hidrolizu masti u alkalnoj sredini, uzmite malo topljene svinjske masti, oko 10 ml etilnog alkohola i 10 ml otopine lužine. Ovdje se također dodaje kuhinjska sol i dobivena smjesa se zagrijava. Ovo proizvodi sapun i glicerin. Sol se dodaje za taloženje glicerina i nečistoća. Sapun se proizvodi i industrijski.

Sastav sapuna
Sapuni su natrijeve ili kalijeve soli viših karboksilnih kiselina (kiselina koje sadrže više od 10 ugljikovih atoma), dobivene kao rezultat hidrolize masti u alkalnoj sredini (najčešće iz masti koje sadrže stearinsku kiselinu C 17 H 35 COOH) - C 17 H 35 COONa – natrijev stearat.
Masti + lužine = soli masnih kiselina i glicerol.

Svojstva sapuna
Površinski sloj destilirane vode je u napetom stanju poput elastičnog filma. Dodavanjem sapuna i nekih drugih tvari topljivih u vodi površinska napetost vode se smanjuje. Sapun i drugi deterdženti klasificiraju se kao površinski aktivne tvari (tenzidi). Smanjuju površinsku napetost vode, čime se poboljšavaju svojstva čišćenja vode.

Molekule koje se nalaze na površini tekućine imaju višak potencijalne energije i stoga teže biti povučene prema unutra tako da minimalni broj molekula ostane na površini. Zbog toga duž površine tekućine uvijek djeluje sila koja nastoji smanjiti površinu. Taj se fenomen u fizici naziva površinska napetost tekućine.

Molekule surfaktanta na graničnoj površini raspoređene su tako da su hidrofilne skupine karboksilnih aniona usmjerene u vodu, a hidrofobne ugljikovodične skupine istisnute iz nje. Kao rezultat toga, površina vode prekrivena je palisadom molekula surfaktanta. Takva vodena površina ima manju površinsku napetost, što omogućuje brzo i potpuno vlaženje onečišćenih površina. Smanjenjem vlačne površine vode povećavamo njezinu sposobnost vlaženja.

Tajna pročišćavajućeg učinka sapuna

SMC (sintetski detergenti) su natrijeve soli sintetičkih kiselina (sulfonske kiseline, esteri viših alkohola i sumporne kiseline).
Razmotrimo svojstva deterdženata i usporedite sapun i SMS (prašak za pranje). Prvo, provjerimo kakvo je okruženje tipično za naše deterdžente. Kako ćemo to učiniti?
Korištenje indikatora.
Koristit ćemo nam poznate indikatore - lakmus i fenolftalein. Kada se otopini sapuna i SMS otopini doda lakmus, on postaje plav, a fenolftalein postaje grimizan, odnosno reakcija medija je alkalna.

Što se događa sa sapunom i SMS-om u tvrdoj vodi? (jasno je zašto proizvođači sapuna ne rade sapun koristeći vodu iz slavine, već koriste dekote, destiliranu vodu, mlijeko itd.)
Dodajte otopinu sapuna u jednu epruvetu, a SMS otopinu u drugu, protresite ih. Što promatraš? U iste epruvete dodajte kalcijev klorid i protresite sadržaj epruveta. Što sada promatrate? SMS otopina se pjeni, a u otopini sapuna nastaju netopljive soli:
2C 17 H 35 COO – + Ca 2+ = Ca(C 17 H 35 COO) 2
A SMC stvaraju topljive kalcijeve soli, koje također imaju površinski aktivna svojstva.
Korištenje prekomjernih količina ovih proizvoda dovodi do zagađenja okoliša. Poslušajmo poruku o ekološkim posljedicama korištenja surfaktanata.
Mnoge površinski aktivne tvari teško je biološki razgraditi. Otpadne vode koje dospijevaju u rijeke i jezera zagađuju okoliš. Zbog toga se stvaraju čitave planine pjene u kanalizacijskim cijevima, rijekama, jezerima, gdje završavaju industrijske i kućne otpadne vode. Korištenje nekih površinski aktivnih tvari dovodi do smrti svih živih stanovnika u vodi.

Zašto se otopina sapuna brzo razgrađuje kada dospije u rijeku ili jezero, a neki surfaktanti ne?Činjenica je da sapuni napravljeni od masti sadrže nerazgranate ugljikovodične lance koje uništavaju bakterije. U isto vrijeme, neki SMC sadrže alkil sulfate ili alkil (aril) sulfonate s ugljikovodičnim lancima koji imaju razgranatu ili aromatsku strukturu. Bakterije ne mogu "probaviti" takve spojeve. Stoga je pri stvaranju novih površinski aktivnih tvari potrebno voditi računa ne samo o njihovoj učinkovitosti, već io njihovoj sposobnosti biorazgradnje – uništavanja od strane određenih vrsta mikroorganizama.

XVIRegionalni znanstveno-praktični skup

"Korak u budućnost" Usolje-Sibirskoye

Vazelin" href="/text/category/vazelin/" rel="bookmark">Vazelin-lanolinski sapun priprema se na sljedeći način: uzme se 3,5 kg vazelina i 1,5 kg lanolina, doda se u 95 kg rastopljene sapunske mase. Koristi se vazelinsko-lanolinski sapun kao omekšivač kože. U sastav medicinskih sapuna ubraja se i tekući kalijev sapun, koji se priprema saponifikacijom s udjelom masnih kiselina od najmanje 40 % oblika flastera, masti i pasta, ima terapeutsku vrijednost u skladu s djelovanjem aktivnog principa koji se koristi u sapunu u obliku masti za reumu.

U posebne vrste sapuna ubrajaju se i sapuni koji se koriste najviše u tekstilnoj, kožarskoj, metalurškoj industriji, u proizvodnji insektofungicida itd. Specijalni sapuni poznati su uglavnom u tekućem obliku, a pripremaju se saponifikacijom mješavine masti natrijevim ili kalijevim lužinama ili njihovom mješavinom. .

https://pandia.ru/text/78/390/images/image009_27.jpg" width="135" height="180">

Učinak sastava sapuna na kožu.

Postoji mnogo varijanti i marki sapuna, a prije nego što odaberete najprikladniji, morate odrediti svoj tip kože.

Masna koža često postaje sjajna zbog jakog znojenja i lučenja masnoće, a obično ima široke pore. Već 2 sata nakon pranja, masna koža ostavlja mrlje na ubrusu nanesenom na lice. Ovakva koža treba sapun

s blagim učinkom sušenja.

Suha koža je tanka i vrlo osjetljiva na vjetar i loše vrijeme, a pore su joj male i tanke; lako puca jer nije dovoljno elastičan. Takvu kožu treba stvarati uz maksimalnu udobnost i nježan tretman, bolju

koristite skupe vrste sapuna.

Normalna koža je meka, glatka i ima pore srednje veličine. Čini se da takva koža "sjaji", ali ne blista. Međutim, normalna koža, kao i svaka druga, treba pažljivu njegu.

Sapuni od masnih kiselina kratkog lanca (laurinske i miristinske) i nezasićenih masnih kiselina dugog lanca (oleinska). Nadražuje kožu. Sapun od zasićenih masnih kiselina s dugim ugljikovim lancem (palmitinska i stearinska) ne iritira kožu. Alkalni i kiseli sapuni mogu iritirati kožu, izlažući je napadu bakterija. Bolje je koristiti neutralni sapun

Sirovine za proizvodnju sapuna

Kao sirovine za dobivanje glavne komponente sapuna mogu se koristiti životinjske i biljne masti i zamjene za masti (sintetske masne kiseline, kolofonij, naftenske kiseline, talovo ulje). Životinjske masti– drevna i vrlo vrijedna sirovina za podloge za izradu sapuna. Sadrže do 40% zasićenih masnih kiselina. Umjetne, odnosno sintetske masne kiseline dobivaju se iz naftnog parafina katalitičkom oksidacijom atmosferskim kisikom. Tijekom oksidacije molekula parafina se lomi na različitim mjestima, te se dobije smjesa kiselina koje se zatim razdvajaju u frakcije. U proizvodnji sapuna uglavnom se koriste dvije frakcije: C10-C16 i C17-C20. Sintetske kiseline se uvode u sapun za pranje rublja u količini od 35-40 %. Za proizvodnju sapuna koriste se i naftenske kiseline koje se oslobađaju pri pročišćavanju naftnih proizvoda (benzin, kerozin itd.). U tu svrhu naftni proizvodi se tretiraju otopinom natrijevog hidroksida i dobiva se vodena otopina natrijevih soli naftenskih kiselina (monokarboksilne kiseline niza ciklopentana i cikloheksana). Ova se otopina ispari i pomiješa s kuhinjskom soli, pri čemu na površinu otopine ispliva tamno obojena mast poput masti — soap naft. Da bi se pročistila nafta sapuna, ona se tretira sumpornom kiselinom, odnosno same naftenske kiseline se istiskuju iz soli. Ovaj proizvod netopljiv u vodi naziva se asidol ili asidolmylonaft. Direktno od asidola može se napraviti samo tekući ili u ekstremnim slučajevima mekani sapun. Ima uljni miris, ali ima baktericidna svojstva.

U proizvodnji sapuna od davnina se koristi kolofonij koji se dobiva preradom smole crnogoričnog drveća. Kolofonij se sastoji od mješavine smolnih kiselina koje sadrže oko 20 ugljikovih atoma u ugljikovom lancu. U sastavu sapuna za pranje rublja obično se dodaje 12-15% kolofonija u odnosu na težinu masnih kiselina, au sastavu toaletnih sapuna ne više od 10%. Uvođenje kolofonija u velikim količinama čini sapun mekim i ljepljivim.

Tehnologija izrade sapuna.

Proizvodnja sapuna temelji se na reakciji saponifikacije - hidrolizi estera masnih kiselina (tj. masti) s alkalijama, pri čemu nastaju soli i alkoholi alkalijskih metala.

U posebnim posudama (digesterima) zagrijane masti saponificiraju se kaustičnom lužinom (obično kaustična soda). Kao rezultat reakcije u digestorima nastaje homogena viskozna tekućina koja se zgušnjava kada se ohladi - ljepilo za sapun, koji se sastoji od sapuna i glicerina. Sadržaj masnih kiselina u sapunu dobivenom izravno iz sapunskog ljepila obično je 40-60%. Ovaj proizvod se zove " ljepilo sapun" Metoda proizvodnje ljepljivog sapuna obično se naziva "izravna metoda".

"Neizravna metoda" proizvodnje sapuna uključuje daljnju obradu sapunskog ljepila, koje se podvrgava reljef- obrada elektrolitima (otopine kaustične lužine ili natrijevog klorida), što rezultira odvajanjem tekućine: gornji sloj, ili sapunska jezgra. Sadrži najmanje 60% masnih kiselina; donji sloj - lužina za sapun, otopina elektrolita s visokim sadržajem glicerola (također sadrži kontaminante sadržane u sirovini). Sapun dobiven neizravnom metodom naziva se " zvuk».

Sapun najviše kvalitete - pilio, dobiven mljevenjem osušenog zvučnog sapuna na valjcima piljenje automobili. Istodobno se povećava sadržaj masnih kiselina u konačnom proizvodu na 72-74%, poboljšava se struktura sapuna, otpornost na isušivanje, užeglost i visoke temperature tijekom skladištenja. Kada se kaustična soda koristi kao lužina, dobiva se čvrsti natrijev sapun. Blagi ili čak tekući kalijev sapun nastaje kada se koristi kaustična potaša.

Sada ćemo govoriti o tehnologiji proizvodnje sapuna. Za pripremu jednostavnog čvrstog sapuna uzmite 2 kg kaustične sode i otopite je u 8 kg. vode, otopinu zagrijte na 25 °C i ulijte u otopljenu i na 50 °C ohlađenu svinjsku mast (svinjska mast treba biti nesoljena i uzeti je 12 kg 800 g na navedenu količinu vode i soli). Dobivena tekuća smjesa dobro se promiješa dok cijela masa ne postane potpuno homogena, nakon čega se ulije u drvene kutije, dobro umotane u filc, i stavi na toplo i suho mjesto. Nakon 4-5 dana masa se stvrdne i sapun je gotov.

Da postanem dobar toaletni sapun Na svakih 100 g svinjske masti uzmite 5-20 g kokosovog ulja. Potrebno je osigurati da dobiveni sapun bude neutralan. U tu svrhu se nekoliko puta soli, a zatim kuha. Nakon zadnjeg soljenja, vrenje se nastavlja sve dok se uzorak uzet staklenim štapićem na ploči ne pokaže potpuno zadovoljavajućim, odnosno kada se masa stisne među prstima dobiju se tvrde pločice koje se ne bi trebale slomiti.

Boje koje se koriste za nijansiranje toaletnog sapuna mogu biti vrlo različite. Glavni uvjeti koje moraju zadovoljiti: biti dovoljno jaki, dobro se miješati sa sapunom i

ne djeluju štetno na kožu.

Crvena boja za prozirni sapun dobiva se pomoću fuksina i eozina; Za neprozirni sapun koriste se cinober i crveno olovo.

Žutu boju sapunu daju ekstrakt kurkume i pikrinska kiselina.

Za dobivanje zelenog sapuna koristi se zeleni anilin ili krom zelena boja.

Smeđa boja sapuna dolazi od svijetlo ili tamno smeđe anilinske boje ili pregorjelog šećera. U proizvodnji toaletnog sapuna parfumerija igra posebno važnu ulogu. Činjenica je da miris ne samo da bi trebao biti ugodan, već bi trebao zadržati svoj miris dugo vremena i čak, ako je moguće, poboljšati se kada sapun leži i suši se. Stoga je kod parfimiranja prvo pitanje na kojoj temperaturi treba parfimirati sapun. Zatim, kakav je učinak lužina na korištene mirisne tvari. I, konačno, jesu li ove mirisne tvari dobro očuvane u alkalijama?

Dobar sapun ima ugodan, nenametljiv miris zbog parfemskih dodataka koji su uneseni u njega - mirisa. Posebne vrste sapuna također uključuju antiseptike (triclosan, klorheksidin, salicilna kiselina) i biološki aktivne tvari, uključujući one dobivene iz prirodnih sirovina ljekovitog bilja.

Tehnologija izrade sapuna kod kuće

Da biste pripremili sapun kod kuće, morate slijediti sljedeći redoslijed operacija:

1. Napunite čašu vodom do pola, stavite je na tronožac s metalnom mrežicom i zakuhajte vodu.

2. Ulijte ricinusovo ulje i otopinu natrijevog hidroksida u posudu za isparavanje.

3. Stavite posudu za isparavanje na čašu kipuće vode i zagrijavajte 10-15 minuta, miješajući njezin sadržaj staklenim štapićem.

4. Dodajte zasićenu otopinu natrijeva klorida i promiješajte.

5. Ohladite šalicu sa sadržajem.

6. Spatulom sakupite sapun i oblikujte ga u dva dijela veličine zrna riže.

Dobiveni sapun možete aromatizirati uz pomoć biljnih ekstrakata, koristeći u tu svrhu sljedeće biljke: listove ribiza, borove iglice, cvjetove nevena, kamilicu.

Područja primjene sapuna.

Osim korištenja sapuna kao deterdženta, naširoko se koristi za izbjeljivanje tkanina, u proizvodnji kozmetike i za proizvodnju smjesa za poliranje boja na bazi vode.

U svakodnevnom životu, a da ne spominjemo industriju, razne stvari i predmeti su podvrgnuti procesu pranja. Zagađivači dolaze u raznim oblicima, ali najčešće su slabo topljivi ili netopivi u vodi. Takve tvari, u pravilu, su hidrofobne, jer se ne vlaže vodom i ne stupaju u interakciju s vodom. Stoga su potrebni razni deterdženti.

Ako pokušamo definirati ovaj proces, onda se pranjem može nazvati čišćenje onečišćene površine tekućinom koja sadrži deterdžent ili sustav deterdženata. Voda se uglavnom koristi kao tekućina u svakodnevnom životu. Dobar sustav za čišćenje trebao bi obavljati dvostruku funkciju: ukloniti prljavštinu s površine koja se čisti i prenijeti je u vodenu otopinu. To znači da deterdžent također mora imati dvojaku funkciju: sposobnost interakcije sa onečišćivačem i sposobnost njegovog prijenosa u vodu ili vodenu otopinu. Stoga molekula deterdženta mora imati hidrofobne i hidrofilne dijelove. "Phobos" na grčkom znači strah. Strah. Dakle, hidrofoban znači "boji se, izbjegava vodu". "Phileo" na grčkom znači "ljubav", hidrofilan znači voljeti, zadržati vodu. Hidrofobni dio molekule deterdženta ima sposobnost interakcije s površinom hidrofobnog onečišćenja. Hidrofilni dio deterdženta stupa u interakciju s vodom, prodire u vodu i nosi sa sobom česticu onečišćenja pričvršćenu za hidrofobni kraj.

Dakle, deterdženti moraju imati sposobnost adsorpcije na graničnu površinu, odnosno moraju imati površinski aktivne tvari.

Soli teških karboksilnih kiselina, na primjer CH3(CH2)14COONa, tipični su tenzidi. Sadrže hidrofilni dio (u ovom slučaju karboksilnu skupinu) i hidrofobni dio (ugljikovodični radikal).

Praktičan rad

"Tajne pravljenja sapuna"

Svrha: proučavanje procesa saponifikacije viših masnih kiselina.

Nakon što smo proučili teoriju, pokušat ćemo u praksi izraditi sapun kuhanjem na zanatski način.

Kako bi naš sapun bio siguran za zdravlje, koristit ćemo prirodne sirovine.

Koristimo sljedeću opremu i sirovine:

· okrugla tikvica s ravnim dnom zapremine 1000 cm3,

· staklena šipka,

· tronožac s priborom,

· alkoholna lampa,

· porculanske čaše zapremine 500 cm3 i 200 cm3,

· porculanska žlica,

· pinceta,

· tehničke vage,

· stakleno staklo zapremine 100 cm3,

· goveđa mast 70g,

svinjska mast 30 g,

· etilni alkohol 20 ml,

· otopina Na2CO3,

Otopina NaCl 20% 200 ml,

· 2 kapi ulja eukaliptusa, aromatična tvar otopljena u alkoholu, komadići tkanine dimenzija 5X5 cm,

· kalup za prešanje sapuna.

Napredak u radu: I tako počnimo s nabavom visokokvalitetnog zvučnog sapuna.

· Na tehničkoj vagi izvažite 70 g goveđe i 30 g svinjske masti i stavite u tikvicu od 1000 cm3 postavljenu na tronožac.

· Pripremite otopinu sode Na2CO3 (25 g Na2CO3+ 30 ml H2O).

· U tikvicu uliti 20 ml etilnog alkohola. Pomoći će pri otapanju i kontaktu s nepolarnom masnoćom u polarnoj lužini.

· Uz zagrijavanje i miješanje oprezno ulijevati pripremljenu otopinu lužine Na2CO3.

· Reakcija saponifikacije masti događa se samo pri zagrijavanju. Znak reakcije je pojava sapuna.

· U dobivenu smjesu uliti 20% otopinu NaCl i ponovno zagrijavati smjesu dok se sapun potpuno ne odvoji.

· Za razliku od vruće vode, sapun je gotovo netopljiv u otopini kuhinjske soli. Zbog toga se pri soljenju odvaja od otopine i ispliva.

· Pustite da se smjesa malo ohladi, a sloj sapuna koji se oslobodio pokupite žlicom na komad tkanine, zamotajte (potrebno je raditi u gumenim rukavicama!) i isperite u hladnoj vodi.

· Nakon što ga lagano stisnete, prebacite ga na drugi komad tkanine.

· Provjerimo pH sapuna (normalan pH je 6-7, naš je bio viši, pa smo sapun ponovno posolili i isprali vodom).

Naše drugo iskustvo bit će nabava toaletnog sapuna.

Za dobivanje toaletnog sapuna zrna sapuna se drobe i gnječe. Zatim u sapun dodajte 2 kapi ulja eukaliptusa (eterično ulje, tekuće, žuto, antiseptično i protuupalno).

Proučavanje svojstava sapuna

Za proučavanje svojstava sapuna potrebno je provesti niz eksperimenata koji potvrđuju njegova svojstva čišćenja. Da biste to učinili trebali biste:

1. U jednu epruvetu ulijte 5 ml destilirane vode, u drugu isto toliko vode iz slavine, u svaku stavite komadić sapuna.

2. Zatvorite čepove i protresite obje epruvete istovremeno nekoliko sekundi.

3. Stavite epruvete u stalak i štopericom odredite koliko dugo pjena ostaje u svakoj epruveti. U epruveti s destiliranom vodom pjena se zadržava 30 sekundi, a s vodom iz slavine 10 sekundi.

4. Zabilježite vrstu sadržaja svake epruvete. Otopina se zamutila od sapuna u dvije epruvete.

5. Univerzalnim indikatorskim papirom odredite kiselost otopine sapuna. Otopina sapuna ima blago alkalno okruženje.

6. Prisutnost glicerola u reakcijskoj smjesi može se detektirati kvalitativnom reakcijom na polihidrične alkohole, tj. dodavanjem svježe pripremljenog bakrenog hidroksida. Kad je u epruvete dodan bakrov hidroksid, otopina je postala svijetloplava.

Zaključci:

· sapun napravljen kod kuće ugodno miriše, dobro se pjeni i pjeni, ima antibakterijska svojstva i ekološki je prihvatljiv;

· sapun ima blago alkalnu reakciju;

· daje karakterističnu reakciju na sadržaj glicerola.

Književnost:

1. Eksperimenti Aleksinskog u kemiji - M., 1995.

2. Bogdanova. Laboratorijski rad. 8 – 11. razredi: Udžbenik. priručnik za obrazovne ustanove. - M.: Astrel": AST", 2001. - 112 str.: ilustr.

3. Velika sovjetska enciklopedija (u 30 svezaka). Ch. izd. . Ed. 3. M., “Sovjetska enciklopedija”. 1972.T.17 Morshansk - Myatlik. 1974.616str.

4. Grosse, Kemija za znatiželjne - M., 1993.

5. Zinovjev Žirov – M., 1990

6. Selemenjeva u svakodnevnom životu - http:// festival. 1 *****

7. Kabina za proizvodnju sapuna - M 1991

8. – Kemija u slobodno vrijeme – M., 1996.

9. Studentske aktivnosti Shabanova – http:// festival. 1 *****

10. Shcherbakova projekti: organizacija aktivnosti iz kemije - http:// festival. 1 *****

11. Istražujem svijet: Dječja enciklopedija: Kemija / Autor. – komp. ; Umjetnik , . – M.: “Izdavačka kuća AST”; 1999. – 448 str.

Pregled specijalnog tečaja « Metode rješavanja računskih zadataka iz kemije za učenike 10.-11» učitelji kemije Kulikova N, S.

Općinska obrazovna ustanova "Srednja škola Umyganskaya",S. Umygan, okrug Tulunsky

Ovaj rad je dio programa studija organske kemije na temu “Masti”, izborni kolegij “Kemija u svakodnevnom životu”.

Valentina je odlučila sama proučiti ovu temu jer ju je zanimalo može li se sapun napraviti kod kuće i hoće li ispasti isti kao onaj koji se prodaje u trgovinama.

U ovom projektu učitelj već djeluje kao konzultant. Znajući to, može se primijetiti da je ovaj rad nastavak kontinuiranog procesa razvijanja spoznajnih interesa, istraživačkih vještina, razvijanja sposobnosti opažanja i analiziranja onoga što se događa tijekom pokusa, razvijanja sposobnosti vježbanja i bilježenja rezultata promatranja, razvijanja sposobnosti promatranja i analize onoga što se događa tijekom pokusa. a zatim izvođenje potrebnih zaključaka na temelju rezultata.

U radu su prikazani osnovni podaci o podrijetlu sapuna, povijesti izrade sapuna, sastavu, svojstvima, podjeli sapuna, sirovinama za njegovu proizvodnju i područjima primjene.

Proučavanje teorijskog dijela omogućuje naučiti kako napraviti sapun kod kuće tako da bude ekološki prihvatljiv proizvod. Svi ovi aspekti odražavaju se u ovom istraživačkom projektu.

A izbor ove teme pridonosi razvoju praktičnih vještina i razvoju kreativnosti.

Glavno načelo izrade rada je osobni interes studenta za stjecanje kemijskog znanja. Valentina je takav interes razvila zbog originalnosti projektne ideje i fascinantne prirode dobivenih rezultata.

Sve cjeline projekta su međusobno povezane i imaju kontinuitet u svakoj fazi.

U radu se provodi načelo razvojnog obrazovanja usmjerenog na stjecanje novih znanja kroz istraživačku djelatnost i razvijanje praktičnih istraživačkih vještina.

Ali najvažniji rezultat ovog projekta jest promicanje znatiželje, istraživanja i održivog interesa za kemiju.

Voditelj projekta.

Definicija

Sapun- tekući ili kruti proizvodi koji sadrže površinski aktivne tvari, u kombinaciji s vodom, koriste se za čišćenje i njegu kože (toaletni sapun, šamponi, gelovi), ili kao kućna kemikalija - deterdžent (sapun za pranje rublja).

Kemijski sastav sapuna

Sa gledišta kemijskog sastava:

čvrsti sapuni- smjesa topljivih natrijeve soli više masne (zasićene i nezasićene) kiseline;

tekući sapuni- smjesa topljivih kalijeve ili amonijeve soli iste kiseline

Jedna od opcija za kemijski sastav krutog sapuna je $C_(17)H_(35)COONa$, tekućeg sapuna je $CC_(17)HH_(35)COOK$. Masne kiseline od kojih se pravi sapun su:

• stearinska(oktadekanska kiselina) - $C_(17)H_(35)COOH$, čvrsta, jednobazna zasićena karboksilna kiselina, jedna od najčešćih masnih kiselina u prirodi, u sastavu ulazi u obliku glicerida lipidi, prvenstveno trigliceridi masti životinjskog podrijetla (u janjećoj masti do ~30%, u biljnoj masti (palmino ulje) - do 10%).
• palmitinska(heksadekanska kiselina) - $C_(15)H_(31)COOH$, najčešća čvrsta monobazična 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, ulje sjemenki pamuka, ulje brazilskog oraha, kakao itd.);
• mirističan (tetradekanska kiselina) - $C_(13)H_(27)COOH$ - jednobazna zasićena karboksilna kiselina, nalazi se u prirodi kao triglicerid u bademovom, palminom, kokosovom, pamukovom i drugim biljnim uljima
• laurinska(dodekanska kiselina) - $C_(11)H_(23)COOH$ - monobazična zasićena karboksilna kiselina, kao i miristinska kiselina, nalazi se u mnogim biljnim uljima južnih kultura: palmino, kokosovo, ulje koštica šljive, tucuma palmino ulje itd.
• oleinska(cis-9-oktadecenska kiselina) - $CH_3(CH_2)_7-CH=CH-(CH_2)_7COOH$ ili opća formula $C_(17)H_(33)COOH$ - tekuća jednobazna mononezasićena masna kiselina, pripada omega skupina -9 nezasićene masne kiseline, nalaze se u velikim količinama u životinjskim mastima, posebno ribljem ulju, kao iu mnogim biljnim uljima – maslinovo. suncokret, kikiriki, badem itd.

Osim toga, sapun može sadržavati druge tvari koje imaju učinak deterdženta, kao i arome i boje. Često se za poboljšanje potrošačkih svojstava sapunu dodaju glicerin, talk i antiseptici.

Metode izrade sapuna

Sve metode za proizvodnju sapuna temelje se na reakciji alkalne hidrolize masti (životinjskih ili biljnih):

Izrada čvrstog sapuna

Za pripremu čvrstog sapuna potrebno je uzeti oko 30 g svinjske masti i oko 70 g goveđe masti. Sve to rastopiti, a kad se mast rastopi, dodati 25 g čvrste lužine NaOH i 40 ml vode. Prije dodavanja lužina se mora zagrijati.

Pažnja! Morate pažljivo raditi s alkalijom kako njezine prskalice ne bi dospjele na vašu kožu.

Nastavite zagrijavati pola sata na laganoj vatri, ne zaboravite miješati (bolje je miješati staklenim štapićem). Dok voda vrije, potrebno je dodati prethodno zagrijanu vodu u smjesu.

Za odvajanje (isoljenje) dobivenog sapuna od otopine možete koristiti otopinu kuhinjske soli (NaCl). Za njegovu pripremu potrebno je otopiti 20 g NaCl soli u 100 ml vode. Nakon dodavanja soli nastavite zagrijavati smjesu. Kao rezultat soljenja, na površini otopine pojavljuju se ljuskice sapuna. Nakon hlađenja potrebno je žlicom pokupiti ljuskice koje se pojavljuju s površine otopine i istisnuti ih krpom ili gazom. Kako biste spriječili da vam ostaci lužine dospiju na ruke, najbolje je ovu operaciju izvesti u gumenim rukavicama.

Dobivenu masu treba isprati malom količinom hladne vode i, kako bi se dobila ugodna aroma, možete dodati alkoholnu otopinu mirisne tvari (na primjer, parfem). Također možete dodati boje i antiseptičke tvari. Zatim cijelu masu umijesiti i uz lagano zagrijavanje oblikovati željeni oblik.

Pri proizvodnji toaletnog sapuna u industrijskim razmjerima uglavnom se koriste biljne masti, a ne životinjske. Koliko ima različitih masti, toliko se različitih vrsta sapuna može napraviti. Na primjer, tekući sapuni (s izuzetkom maslinovog ulja) uglavnom se dobivaju od biljnih ulja, ali za razliku od krutog sapuna, tekući sapun se ne odvaja “isoljavanjem”.

Priprema tekućeg sapuna

Priprema tekućeg sapuna, kao i priprema krutog sapuna, provodi se alkalnom hidrolizom, ali za razliku od prethodne metode, potrebno je koristiti otopinu kalijevog hidroksida (KOH). Umjesto životinjske masti, možete uzeti biljno ulje uz dodatak 30 g kalijeve lužine (KOH) i 40 ml vode.

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

Sve operacije se provode slično prvoj metodi. Međutim, umjesto da je posolite, trebate pustiti otopinu da se ohladi uz stalno miješanje. U ovom slučaju, rezultat je mješavina koja se sastoji od sapuna i vode, kao i male količine neizreagiranih tvari koje se nazivaju "ljepljivi sapun". Smjesu nije potrebno odvajati. jer ima svojstva čišćenja.

POVRŠINSKI AKTIVNE TVARI (SURFAKTANTI)

Definicija

Surfaktanti (tenzidi) su kemijski spojevi koji, koncentrirajući se na granici između termodinamičkih faza, uzrokuju smanjenje površinske napetosti.

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

Surfaktanti su organski spojevi koji sadrže polarni dio, tj hidrofilna komponenta(funkcionalne skupine kiselina i njihovih soli -OH, -COO(H)Na, -$OSO_2O(H)Na$, -$SO_3(H)Na$) i nepolarni(ugljikovodični) dio, tj hidrofobna komponenta.

Kao što je već rečeno, sapuni su površinski aktivne tvari. Osim raznih vrsta sapuna, tenzidi također uključuju razne sintetički deterdženti (SMC), kao i alkoholi, karboksilne kiseline, amini itd.

Na na temelju kemijske prirode molekula,Surfaktanti se dijele načetiri glavne klase: anionski, kationski, neionski i amfoterni.

1. Anionski surfaktanti sadrže jednu ili više polarnih skupina u molekuli i disociraju u vodenoj otopini da bi formirali lance aniona koji određuju njihovu površinsku aktivnost. Hidrofobni dio molekule obično je predstavljen zasićenim ili nezasićenim alifatskim lancima ili alkilaromatskim radikalima. Ukupno se razlikuje šest skupina anionskih tenzida. Najčešći anionski surfaktanti su alkil sulfati i alkilaril sulfonati. Ove tvari su nisko toksične, ne iritiraju ljudsku kožu i podvrgavaju se zadovoljavajućoj biološkoj razgradnji u vodenim tijelima, s izuzetkom alkilaril sulfonata s razgranatim alkilnim lancem. Anionske tenzide koriste se za proizvodnju praškova za pranje i sredstava za čišćenje.

2. Kationski surfaktanti disociraju u vodenoj otopini i formiraju površinski aktivni kation s dugim hidrofobnim lancem i anionom, obično halogenidom, ponekad anionom sumporne ili fosforne kiseline. Među kationskim površinski aktivnim tvarima prevladavaju spojevi koji sadrže dušik. Kationski tenzidi manje smanjuju površinsku napetost od anionskih tenzida, ali mogu kemijski djelovati s površinom adsorbensa, na primjer s bakterijskim staničnim proteinima, uzrokujući baktericidni učinak. Kationski surfaktanti smanjuju površinsku napetost manje od anionskih tenzida, ali se mogu koristiti za omekšavanje tkanina. Kationski tenzidi također su uključeni u praške za pranje i sredstva za čišćenje, ali osim toga, na njihovoj osnovi se pripremaju šamponi, gelovi za tuširanje i omekšivači.

3. Neionske tenzide ne disociraju na ione u vodi. Njihova topljivost je posljedica prisutnosti u molekulama hidrofilnih eterskih i hidroksilnih skupina, najčešće polietilen glikolnog lanca. Karakteristična značajka neionskih površinski aktivnih tvari je njihovo tekuće stanje i slabo pjenjenje u vodenim otopinama. Takvi surfaktanti dobro čiste poliesterska i poliamidna vlakna.

4. Amfoterne (amfolitske) tenzide sadrže u molekuli hidrofilni radikal i hidrofobni dio koji može biti akceptor ili donor protona, ovisno o pH otopine. Tipično ti tenzidi uključuju jednu ili više bazičnih i kiselih skupina. Ovisno o pH vrijednosti, pokazuju svojstva kationskih ili anionskih tenzida. Iz skupine amfoternih tenzida najčešće se koriste derivati ​​betaina (npr. kokaminopropil betain). U kombinaciji s anionskim tenzidima poboljšavaju sposobnost pjenjenja i povećavaju sigurnost deterdženata. Ovi derivati ​​se dobivaju iz prirodnih sirovina, tako da su prilično skupe komponente. Amfoterne i neionske tenzide koriste se u proizvodnji osjetljivih deterdženata - šampona, gelova i sredstava za čišćenje.

UTJECAJ PASTERA NA LJUDE I KOMPONENTE OKOLIŠA

Vodene otopine površinski aktivnih tvari u većim ili manjim koncentracijama ulaze u vodna tijela s industrijskim i kućnim otpadnim vodama. Velika se pažnja posvećuje pročišćavanju otpadnih voda od površinski aktivnih tvari, jer je zbog niske brzine razgradnje teško predvidjeti negativan utjecaj na biljne i životinjske organizme. Otpadne vode koje sadrže produkte hidrolize polifosfatnih tenzida mogu uzrokovati intenzivan rast biljaka, što dovodi do onečišćenja prethodno čistih vodenih tijela: kako biljke umiru, počinju trunuti, a sadržaj otopljenog kisika u vodi se smanjuje, što zauzvrat pogoršava uvjete za postojanje drugih živih oblika u vodi

Kao i svaki okoliš u biosferi, vodena masa ima svoje zaštitne moći i ima sposobnost samopročišćavanja. Do samopročišćavanja dolazi razrjeđivanjem, taloženjem čestica na dno i stvaranjem naslaga, razgradnjom organskih tvari na amonijak i njegove soli djelovanjem mikroorganizama. Velika poteškoća samozacjeljivanja vodenih tijela nakon izlaganja površinski aktivnim tvarima je u tome što su površinski aktivne tvari najčešće prisutne u obliku mješavine pojedinačnih homologa i izomera, od kojih svaki pokazuje individualna svojstva u interakciji s vodom i pridnenim sedimentima; različita je i njihova biokemijska razgradnja. Istraživanja svojstava mješavina površinski aktivnih tvari pokazala su da u koncentracijama blizu praga te tvari imaju učinak zbrajanja svojih štetnih učinaka.

Tenzidi se dijele na one koji se brzo razaraju u okolišu i one koji se ne razaraju i mogu se nakupljati u organizmima u neprihvatljivim koncentracijama. Jedan od glavnih negativnih učinaka površinski aktivnih tvari u okolišu je smanjenje površinske napetosti. U vodenim tijelima promjene površinske napetosti dovode do smanjenja koncentracije kisika u vodenoj masi, što uzrokuje povećanje biomase modrozelenih i smeđih algi te uginuće riba i drugih vodenih organizama.

Samo se nekoliko površinski aktivnih tvari smatra sigurnima (alkil poliglukozidi), budući da su njihovi produkti razgradnje ugljikohidrati. Međutim, kada se surfaktanti adsorbiraju na površini čestica (mulj, pijesak), brzina njihove destrukcije višestruko se smanjuje. Stoga, u normalnim uvjetima, oni mogu otpustiti (desorbirati) ione teških metala koje drže te čestice i time povećati rizik od ulaska ovih tvari u ljudsko tijelo.

Surfaktanti mogu ući u ljudsko tijelo na različite načine – s hranom, vodom, preko kože. Komponente površinski aktivnih tvari mogu uzrokovati alergijske reakcije, uključujući teške komplikacije.