Articles

12: Tworzenie mydła – Zmydlanie (Eksperyment)

Posted on

Celem tego laboratorium jest wytworzenie mydła ługowego poprzez reakcję zmydlania.

Wytwarzanie mydła pozostało niezmienione przez wieki. Starożytna rzymska tradycja nakazywała mieszanie wody deszczowej, potażu i łoju zwierzęcego (wytopionej postaci tłuszczu wołowego lub baraniego). Wytwarzanie mydła było długim i żmudnym procesem. Najpierw tłuszcz musiał zostać wytopiony (stopiony i przefiltrowany). Następnie dodawano roztwór potażu. Ponieważ woda i olej nie mieszają się ze sobą, mieszaninę tę trzeba było stale mieszać i podgrzewać, aby utrzymać tłuszcz w stanie roztopionym. Powoli między tłuszczem a wodorotlenkiem zachodziła reakcja chemiczna zwana zmydlaniem, w wyniku której powstawało płynne mydło. Kiedy tłuszcz i woda nie były już rozdzielone, mieszaninę pozostawiano do ostygnięcia. W tym momencie dodawano sól, np. chlorek sodu, aby oddzielić mydło od nadmiaru wody. Mydło wypływało na wierzch, było odtłuszczane i umieszczane w drewnianych formach w celu utwardzenia. Starzono je przez wiele miesięcy, aby umożliwić zakończenie reakcji.

Wszystkie mydła są wytwarzane z tłuszczów i olejów, zmieszanych z roztworami alkalicznymi (zasadowymi). Istnieje wiele rodzajów tłuszczów i olejów, zarówno zwierzęcych jak i roślinnych. Tłuszcze są zazwyczaj stałe w temperaturze pokojowej, ale wiele olejów jest płynnych w temperaturze pokojowej. Ciekłe oleje spożywcze pochodzą z kukurydzy, orzeszków ziemnych, oliwek, soi i wielu innych roślin. Do produkcji mydła można wykorzystać wszystkie różne rodzaje tłuszczów i olejów – wszystko od smalcu do egzotycznych olejów z roślin tropikalnych.

Reakcje zmydlania:

Procedura

Bezpieczeństwo

Pamiętaj o zachowaniu ostrożności podczas dozowania 9 M NaOH. Jeśli substancja chemiczna wejdzie w kontakt ze skórą, natychmiast spłukać wodą przez minimum piętnaście minut i powiadomić instruktora.

Wymagany sprzęt ochrony osobistej (PPE): okulary ochronne, fartuch laboratoryjny, obuwie z zamkniętymi palcami

Materiały i sprzęt

Materiały: ciepła oliwa z oliwek (podgrzana wcześniej przez instruktora), 9 M roztwór wodorotlenku sodu, barwnik spożywczy, różne substancje zapachowe, kwas stearynowy

Sprzęt: wysoka zlewka o pojemności 250 ml, PLASTIKOWA rózga do mieszania, szklane pipety i końcówki do pipet

  1. Twój instruktor ma przy przedniej ławce zlewkę z oliwą z oliwek, podgrzaną do temperatury 35°C. Wlej 10 ml ciepłej oliwy do wysokiej zlewki o pojemności 250 mL.
  2. Przed rozpoczęciem reakcji wybierz swój zapach. Możesz wybrać jeden z następujących: wakacyjny cukierek, wyspiarski kokos, yuzu, energia, lawenda, biała herbata & imbir, świeża ścięta trawa, plumeria, lilak, mleko owsiane & miód, drzewo sandałowe, relaks, drzewo cedrowe, cynamon, amyris, wanilia.
  3. Dodaj 1-2 krople pożądanego zapachu, używając pipety znajdującej się na przednim stanowisku; nie mieszaj zapachów.
  4. Dodaj 3 ml 9 M roztworu wodorotlenku sodu do zlewki. Jest to około dwóch pełnych zakraplaczy.
  5. Użyj plastikowego mieszadła do mieszania. Musisz mieszać przez 20-45 minut; możesz wybrać na zmianę z partnerem laboratoryjnym. Mieszanina powoli stanie się gładsza i bardziej nieprzezroczysta; powinna zgęstnieć do konsystencji budyniu.
  6. Po zatwierdzeniu przez instruktora, dodaj 2-3 krople pożądanego barwnika spożywczego. Wymieszaj.
  7. Dodaj odrobinę (około 1/8 łyżeczki) kwasu stearynowego. Będzie to służyć jako utwardzacz dla mydła w płynie. Wymieszaj.
  8. Wlej do wybranej formy. Oznacz je swoimi nazwiskami i numerem sekcji laboratoryjnej.
  9. Po wlaniu do formy, proces będzie kontynuowany samodzielnie. Mydło rozgrzeje się i ponownie upłynni, następnie powoli ostygnie, stwardnieje i wyschnie. Dlatego mydło musi pozostać w stanie nienaruszonym przez co najmniej 12 godzin. Gotowe mydło będzie można odebrać w laboratorium w przyszłym tygodniu.

Raport

Obserwacje doświadczalne

Możesz dokonać obserwacji po wyschnięciu mydła; zostanie ono zwrócone w sekcji laboratoryjnej lub na wykładzie.

  1. Czy pachnie jak jakiekolwiek mydło, którego używałeś?
  2. Umyj ręce swoim mydłem. Czy pieni się jak zwykłe mydło?
  3. Czy czyści ręce tak dobrze jak zwykłe mydło? Wyjaśnij.

Teraz dokładnie opłucz ręce na wszelki wypadek, gdyby mydło zawierało nieprzereagowany wodorotlenek sodu.

Pytania

  1. Reakcja zmydlania zachodzi między kwasem i zasadą, pokazana na rysunku w procedurze. W przeprowadzonej przez Ciebie reakcji, co jest kwasem, a co zasadą?
  2. Zasada użyta w reakcji zmydlania musi zawsze zawierać jon wodorotlenkowy. Jakie zasady są najczęściej używane do tej reakcji?
  3. Produktami reakcji są glicerol i surowe mydło. Wzór chemiczny mydła to \(\ce{CH3(CH2)14COO^- Na^+}}). Narysuj strukturę liniowo-kątową.
  4. Na powyższej strukturze zakreśl część cząsteczki, która jest rozpuszczalna w wodzie. Dlaczego ta część jest rozpuszczalna w wodzie?
  5. Na powyższej strukturze, pole część cząsteczki, która jest rozpuszczalna w tłuszczach. Dlaczego ta część jest rozpuszczalna w tłuszczach?
  6. Na powyższej strukturze dodaj oddziaływania do cząsteczek wody: jon dodatni do dipola wodoru i jon ujemny do dipola tlenu.
  7. Podczas sekcji laboratoryjnej, dlaczego reakcja zmydlania wymagała długiego okresu mieszania?
  8. Po sekcji laboratoryjnej, dlaczego mydło musiało „utwardzić się” w formach?
  9. Czy uważasz, że rodzaj użytego tłuszczu będzie miał wpływ na produkt? Dlaczego lub dlaczego nie?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *