Zielsetzung
Das Ziel dieses Labors ist die Herstellung von Laugenseife über die Verseifungsreaktion.
Die Seifenherstellung ist über die Jahrhunderte unverändert geblieben. In der alten römischen Tradition wurden Regenwasser, Pottasche und Tiertalg (ausgeschmolzenes Rinder- oder Hammelfett) gemischt. Die Herstellung von Seife war ein langer und mühsamer Prozess. Zuerst musste das Fett ausgeschmolzen (geschmolzen und gefiltert) werden. Dann wurde eine Pottasche-Lösung hinzugefügt. Da sich Wasser und Öl nicht vermischen, musste diese Mischung ständig gerührt und ausreichend erhitzt werden, damit das Fett geschmolzen blieb. Langsam würde eine chemische Reaktion, die Verseifung genannt wird, zwischen dem Fett und der Pottasche stattfinden, was zu einer flüssigen Seife führte. Wenn sich das Fett und das Wasser nicht mehr trennten, ließ man die Mischung abkühlen. An diesem Punkt wurde Salz, wie z. B. Natriumchlorid, hinzugefügt, um die Seife vom überschüssigen Wasser zu trennen. Die Seife kam an die Oberfläche, wurde abgeschöpft und zum Aushärten in Holzformen gelegt. Sie wurde viele Monate gelagert, um die Reaktion zu Ende laufen zu lassen.
Alle Seifen werden aus Fetten und Ölen hergestellt, die mit alkalischen (basischen) Lösungen vermischt werden. Es gibt viele Arten von Fetten und Ölen, sowohl tierische als auch pflanzliche. Fette sind in der Regel bei Raumtemperatur fest, aber viele Öle sind bei Raumtemperatur flüssig. Flüssige Speiseöle werden aus Mais, Erdnüssen, Oliven, Sojabohnen und vielen anderen Pflanzen gewonnen. Für die Herstellung von Seife können alle verschiedenen Arten von Fetten und Ölen verwendet werden – alles von Schmalz bis hin zu exotischen tropischen Pflanzenölen.
Verseifungsreaktionen:
Vorgehensweise
Sicherheit
Seien Sie beim Dosieren der 9 M NaOH vorsichtig. Wenn die Chemikalie mit Ihrer Haut in Berührung kommt, spülen Sie sofort mindestens fünfzehn Minuten lang mit Wasser und benachrichtigen Sie Ihren Ausbilder.
Persönliche Schutzausrüstung (PSA) erforderlich: Schutzbrille, Laborkittel, geschlossene Schuhe
Materialien und Ausrüstung
Materialien: warmes Olivenöl (vom Lehrer vorgewärmt), 9 M Natronlauge, Lebensmittelfarbe, verschiedene Duftstoffe, Stearinsäure
Ausrüstung: hohes 250 mL Becherglas, Rührstab aus Kunststoff, Glaspipetten und Pipettenkolben
- Ihr Lehrer hat ein Becherglas mit Olivenöl, das auf 35°C vorgewärmt ist, an der vorderen Bank stehen. Gießen Sie 10 ml des warmen Öls in ein hohes 250-mL-Becherglas.
- Bevor Sie mit der Reaktion beginnen, wählen Sie Ihren Duft. Sie können sich für einen der folgenden entscheiden: holiday candy, island coconut, yuzu, energy, lavender, white tea & ginger, fresh cut grass, plumeria, lilac, oatmeal milk & honey, sandalwood, relaxing, cedarwood, cinnamon, amyris, vanilla.
- Geben Sie 1-2 Tropfen des gewünschten Duftes mit der Pipette an der Vorderseite hinzu; mischen Sie die Düfte nicht.
- Geben Sie 3 ml 9 M Natriumhydroxidlösung in den Becher. Dies entspricht etwa zwei vollen Tropfspritzern.
- Verwenden Sie den Kunststoffrührstab zum Mischen. Sie müssen 20-45 Minuten lang rühren; Sie können sich dabei mit Ihrem Laborpartner abwechseln. Die Mischung wird langsam glatter und undurchsichtiger; sie sollte zu einer puddingartigen Konsistenz eindicken.
- Nach Freigabe durch Ihren Ausbilder fügen Sie 2-3 Tropfen der gewünschten Lebensmittelfarbe hinzu. Umrühren.
- Fügen Sie einen Spritzer (ca. 1/8 Teelöffel) Stearinsäure hinzu. Dies dient als Härter für die Flüssigseife. Umrühren.
- Gießen Sie in die gewählte Form. Beschriften Sie sie mit Ihren Namen und der Nummer des Laborabschnitts.
- Nach dem Gießen in die Form geht der Prozess von selbst weiter. Die Seife wird sich erhitzen und wieder verflüssigen, dann langsam abkühlen, aushärten und trocknen. Die Seife muss also mindestens 12 Stunden ruhen. Sie werden Ihre fertige Seife nächste Woche im Labor abholen.
Bericht
Experimentelle Beobachtungen
Du kannst Beobachtungen machen, nachdem die Seife getrocknet ist; sie wird im Laborteil oder in der Vorlesung zurückgegeben.
- Riecht sie wie jede andere Seife, die du benutzt hast?
- Wasche deine Hände mit deiner Seife. Schäumt sie wie eine normale Seife?
- Reinigt sie deine Hände genauso gut wie eine normale Seife? Erkläre.
Nun spüle deine Hände gründlich, für den Fall, dass deine Seife noch nicht umgesetztes Natriumhydroxid enthält.
Fragen
- Die Verseifungsreaktion findet zwischen einer Säure und einer Base statt, wie in der Abbildung in der Vorgehensweise gezeigt. Was ist in der von Ihnen durchgeführten Reaktion die Säure und was ist die Base?
- Die in der Verseifungsreaktion verwendete Base muss immer ein Hydroxidion enthalten. Welche Basen werden am häufigsten für diese Reaktion verwendet?
- Die Produkte der Reaktion sind Glycerin und eine Rohseife. Die chemische Formel der Seife lautet \(\ce{CH3(CH2)14COO^- Na^+}\). Zeichnen Sie die Linien-Winkel-Struktur.
- Kreisen Sie in der obigen Struktur den Teil des Moleküls ein, der wasserlöslich ist. Warum ist dieser Teil wasserlöslich?
- Kreisen Sie auf der obigen Struktur den Teil des Moleküls ein, der fettlöslich ist. Warum ist dieser Teil fettlöslich?
- Fügen Sie auf der obigen Struktur Wechselwirkungen zu Wassermolekülen hinzu: positives Ion zu Wasserstoffdipol und negatives Ion zu Sauerstoffdipol.
- Warum musste bei der Verseifungsreaktion im Laborteil so lange gerührt werden?
- Warum musste die Seife nach dem Laborteil in den Formen „aushärten“?
- Meinen Sie, dass die Art des verwendeten Fettes einen Unterschied im Produkt macht? Warum oder warum nicht?