Строение мыла (химия мыла). Химия мыла и моющих средств Влияние состава мыла на кожу

Строение мыла (химия мыла)

Мыла - это натриевые или калиевые соли высших жирных кислот (схема 1), гидролизующихся в водном растворе с образованием кислоты и щелочи.

Общая формула твердого мыла:

Cоли, образованные сильными основаниями щелочных металлов и слабыми карбоновыми кислотами, подвергаются гидролизу:

Образовавшаяся щелочь эмульгирует, частично разлагает жиры и освобождает таким образом прилипшую к ткани грязь. Карбоновые кислоты с водой образуют пену, которая захватывает частицы грязи. Калиевые соли по сравнению с натриевыми лучше растворимы в воде и поэтому обладают более сильным моющим свойством.

Гидрофобная часть мыла проникает в гидрофобное загрязняющее вещество, в результате поверхность каждой частицы загрязнения оказывается окруженной оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды. Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду. Так происходит очистка загрязненной поверхности моющим веществом.

Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.

Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов:

Получение натриевых солей:

СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.

Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором хлорида натрия. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора - отсолкой или высаливанием.

Механическая обработка заключается в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции.

В результате мыловаренного процесса мы получаем самую разнообразную продукцию, с которой вы можете ознакомиться.

Производство хозяйственного мыла заканчивают на стадии высаливания, при этом происходит очистка мыла от белковых, красящих и механических примесей. Производство туалетного мыла проходит все стадии механической обработки. Наиболее важной из них является шлифовка, т.е. переведение ядрового мыла в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. При этом мыло получается особо чистым и светлым.

Стиральные порошки могут:

• * раздражать дыхательные пути;
• * стимулировать проникновение в кожу ядовитых веществ;
• * вызывать аллергию и дерматит кожи.

Во всех этих случаях необходимо перейти на использование мыла, единственным недостатком которого является то, что оно сушит кожу.

Если мыло варилось из животных или растительных жиров, то из раствора после отделения ядра выделяют образующийся при омылении глицерин, который находит широкое применение: в производстве взрывчатых веществ и полимерных смол, как умягчитель ткани и кожи, при изготовлении парфюмерных, косметических и медицинских препаратов, в производстве кондитерских изделий.

В производстве мыла применяют нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина). С этой целью нефтепродукты обрабатывают раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот. Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса темного цвета - мылонафт. Для очистки мылонафта его обрабатывают серной кислотой. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом или асидол-мылонафтом. Непосредственно из асидола изготовляют мыло.

Сырье для мыла

Общая информация по сырью, из которого производится мыло.

Животные жиры - древнее и ценное сырьё мыловаренной поверхности. Они содержат до 40 % насыщенных жирных кислот. Искусственные, то есть синтетические, жирные кислоты получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха. Молекула парафина при окислении разрывается в разных местах, и получается смесь кислот, которые затем разделяются на фракции. При производстве мыла используют в основном две фракции: С10-С16 и С17-С20. В хозяйственное мыло синтетические кислоты вводят в количестве 35-40 %.

Для производства мыла применяют также нафтеновые кислоты, выделяемые при очистки нефтепродуктов (бензина, керосина и др.). с этой целью нефтепродукты обрабатываются раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот (монокарбоновые кислоты ряда циклопентана и циклогексана). Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса тёмного цвета - мылонафт. Для очистки мылонафта обрабатывают серной кислотой, то есть вытесняют из солей сами нафтеновые кислоты. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом, или асидолмылонафтом. Непосредственно из асидола можно изготавливать только жидкое или мягкое мыло. Оно имеет нефтяной запах, но зато обладает бактерицидными свойствами.

В производстве мыла давно используют канифоль, которую получают при переработки живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в углеродной цепи около 20 атомов углерода. в состав хозяйственного мыла обычно вводят 12-15 % канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл - не более 10 %. Введение канифоли в больших количествах делает мыло мягким и липким.

Конечно же, сегодня важно применение самых разных растительных жиров, о них есть отдельная статья в разделе.

Кроме использования мыла в качестве моющего средства оно применяется при отбеливании тканей, в производстве косметических средств, для изготовления полировочных составов водоэмульсионных красок.

В быту процессу мытья подвергают разные предметы и объекты. Загрязняющие вещества бывают самые разнообразные, но чаще всего они малорастворимые или нерастворимые в воде. Такие вещества, как правило, являются гидрофобными, поскольку водой не смачиваются и с водой не взаимодействуют. Поэтому нужны и различные моющие средства.

Мытьём можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и свойством переводить его в воду или водный раствор.

Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. «Фобос» по-гречески означает страх. Боязнь. Значит, гидрофобный означает «боящийся, избегающий воду». «Филео» по-гречески - «люблю», гидрофильный - любящий. Удерживающий воду.

Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего средства взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает за собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

Моющие вещества должны обладать способностью адсорбироваться на пограничной поверхности, то есть обладать поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Соли тяжелых карбоновых кислот, например СН3(СН2)14СООNa, являются типичными поверхностно-активными веществами. Они содержат гидрофильную часть (в данном случае - карбоксильную группу) и гидрофобную часть (углеводородный радикал).

Свойства мыл. Что такое мыло?

Мыла - соли высокомолекулярных жирных кислот. В технике мылами называют натриевые или калиевые соли высших жирных кислот, в молекулах которых содержится не менее 8 и не более 20 углеродных атомов, а также подобных им кислот нафтеновых и смоляных (канифоли); водные растворы таких солей обладают поверхностно-активными и моющими свойствами. Соли щёлочноземельных и тяжёлых металлов условно называют металлическими мылами; большинство из них не растворимо в воде.

В безводном состоянии натриевые и калиевые соли жирных кислот представляют собой твёрдые кристаллические вещества с toпл. 220о-270о. Безводные мыла, особенно калиевые, гигроскопичны; причём соли жирных непредельных кислот в большей степени гигроскопичны, чем соли предельных.

В горячей воде при температуре, близкой к точке кипения, мыла растворяются во всех отношениях; при средних комнатных температурах растворимость их ограничена и зависит от природы и состава кислот и щелочей.

Мыла, в состав которых входят в большом количестве соли высокомолекулярных твёрдых жирных кислот, в холодной воде плохо пенятся и обладают низкой моющей способностью,тогда как мыла из жидких масел, а также из твёрдых низкомолекулярных жирных кислот, например кокосового масла, хорошо моют при комнатной температуре. Мыла, являясь солями щелочных металлов и слабых органических кислот, при растворении в воде подвергаются гидролизу с образованием свободной щёлочи и кислот, а также кислых солей, которые для большинства жирных кислот представляют труднорастворимые осадки, сообщающие растворам мутность. Для солей различных жирных кислот гидролиз увеличивается с повышением их молекулярного веса, с уменьшением концентрации мыла и с увеличением температуры раствора. Вследствие гидролиза водные растворы даже нейтральных мыл имеют щелочную реакцию. Спирт подавляет гидролиз мыл.

Мыла в водных растворах находятся частью в состоянии истинного раствора, частью же в коллоидном полидисперсном состоянии, образуя сложную систему, состоящую из молекул и мицелл нейтрального мыла, его ионов и других продуктов гидролиза.

С уменьшением полярности растворителя, т.е. с переходом от воды к органическим жидкостям, например к спирту, коллоидные свойства растворов мыл уменьшаются. Растворимость мыл в метиловом и этиловом спирте значительно выше, чем в воде, причём в безводных спиртах мыло находится в состоянии истинного раствора. Концентрированные растворы мыл твёрдых жирных кислот в этиловом спирте, приготовленные при нагревании, дают при охлаждении твёрдые гели, чем пользуются в технике для приготовления так называемого твёрдого спирта.

В безводном эфире и бензине мыла почти нерастворимы. Растворимость кислых мыл в бензине и других углеводородных жидкостях значительно выше, чем нейтральных. Соли щелочноземельных металлов высших жирных кислот, а также соли тяжёлых металлов в воде нерастворимы. Металлические мыла растворяются в жирах, чем пользуются в производстве олиф, где эти мыла как катализаторы ускоряют процесс высыхания жирных масел.Растворимость мыл в минеральных маслах используется в технике при производстве консистентных смазок (солидолов).

Широкое применение мыл как моющих средств, смачивателей, эмульгаторов, пептизаторов, смазочных средств и активных понизителей твёрдости тел, например, при резании металлов, объясняется специфичным строением их молекул. Мыла являются типичными поверхностно-активными веществами.

мыло натриевая соль поташ

Как приготовить едкий натр и поташ

Чистота соды

Чем выше процент, тем чище сода. Чда - это не производитель, а квалификация. Есть еще ч - чистый, хч - химически чистый и осч - высшая очистка.

Гост у чда - 4328-77 (конечные цифры - это год принятия госта), и по анализу эта сода чда - 99%, но считается все равно не самой чистой. (У соды ч очистка 99,9%, у хч - 99,99%...).

Если нет готового едкого натра или калия, можно приготовить:

первый из кальцинированной или кристаллической соды и гашеной извести,

а второй-- из поташа и гашеной извести.

Едкий натр. На 1 кг кальцинированной соды, или на 2,85 кг кристаллической соды, берут 900 г гашеной извести. Приготовляют раствор соды крепостью при 30° С в 23° Б, для чего 1 кг соды растворяют в 4,5--4,6 л воды.

Раствор соды помещают в котел или соду сразу растворяют в котле для варки, нагревают жидкость до 60 С и небольшими порциями вливают смешанную с водой гашеную известь -- «известковое молоко». При этом раствор очень пенится и может перейти через край. Поэтому котел нужно загружать только на 2/3 его вместимости и во время варки усиленно размешивать жидкость.

Чем тщательнее будет размешана жидкость, тем лучше произойдет процесс превращения обыкновенной соды в каустическую (едкий натр).

Смесь нужно нагревать 40--60 мин, затем ей дают отстояться и прозрачный раствор сливают с осадка.* Прозрачная жидкость -- раствор едкого натра приблизительной крепости в 20°--21° Б, а в осадке остается часть нерастворившейся извести, остатки едкого натра, мел и другие примеси.По удалении прозрачного раствора к осадку можно прибавить воды,вскипятить несколько раз, дать отстояться и вновь слить прозрачную жидкость, которая также будет представлять собой раствор едкого натра, но значительно меньшей крепости.

При таком изготовлении едкого натра раствор получается в20°--21° Б. Если для омыления жира, из которого предполагают сделать мыло, нужна более крепкая щелочь, полученный раствор можно выпарить; по испарении воды раствор будет крепче. Если нужна щелочь меньшей крепости, раствор разбавляют водой.

При таком домашнем изготовлении едкого натра (каустической соды) из 1 кг кальцинированной соды получается 780--820 г каустической соды.

Выше указывалось, что кальцинированной соды нужно взять 1 кг, а кристаллической -- 2,85 кг. Разница между кальцинированной и кристаллической содой заключается в том, что в последней находится кристаллизационная вода.

Если кристаллическую соду прокалить, она с треском рассыпается и превращается в белый порошок, уже совершенно лишенный воды(кальцинированный).

Едкий калий. Едкий калий приготовляется по тому же способу, как и едкий натр.На 1 кг кальцинированного поташа берут 6,8--7 кг гашеной извести и10--11 л воды. Раствор поташа в воде нагревают, не доведя до кипения, и маленькими порциями добавляют в котел гашеную известь, смешанную с водой (известковое молоко). Жидкость все время усиленно размешивают и нагревание продолжают 40--60 мин. Затем смеси дают отстояться, сливают прозрачную жидкость, представляющую собой раствор едкого калия приблизительной крепости в 16--17° Б, а осадок опять обливают водой,нагревают до кипения, дают отстояться и прозрачную жидкость, представляющую собой значительно меньшей крепости раствор, сливают.

Поташ можно приготовить домашним образом -- извлечением его (выщелачиванием)из золы растений, из золы, получающейся при сжигании дров, и вообще из всякой древесной или растительной золы. Золу помещают в сосуд,имеющий в дне отверстие, слегка утрамбовывают и наливают на золу воду.Вода будет просачиваться через золу и вытекать из отверстия в дне в виде мутной жидкости, которую собирают в отдельный сосуд. Затем мокрую золу удаляют, насыпают свежей золы, которую обливают полученной мутной жидкостью из смоченной первой золы. Такую операцию повторяют до тех пор, пока одна и та же вода, пропущенная через несколько порций золы,не сделается густой. Густую жидкость пропускают для очистки от твердых частиц через редкую ткань и нагревают в глубокой железной сковороде до испарения воды.

По испарении воды на дне и стенках сковороды останется серая накипь,которую собирают в другой сосуд. Собранную накипь прокаливают при сильном огне на сковороде и получают белый порошок -- поташ.

Калиевую щелочь можно также приготовить из растительной или древесной золы следующим образом: просеянную через сито золу складывают кучами на утрамбованном земляном или каменном полу и обливают ее небольшим количеством воды, чтобы она сделалась влажной. Затем в кучах проделывают углубления, насыпают приблизительно 8--10% негашеной извести, наливают, все хорошо перемешивают и, когда известь вся погасится, ее обсыпают сверху золой. Охлажденную и хорошо перемешанную массу помещают в чан с двумя днищами, из которых верхнее имеет много мелких отверстий. На верхнее дно кладут кусок грубой холстины и насыпают смесь золы с известью. Между обоими днищами с одной стороны делают отверстие, в которое вставляют трубку для отвода воздуха, а в противоположной стороне приделывают кран для спуска щелока. На золу с известью наливают теплую воду, хорошо смешивают и дают отстояться 6--8часов. После этого через кран выпускают щелок, имеющий приблизительно крепость в 20--25° Б.

Второе обливание воды даст щелок крепостью в 8--10° Б, третье -- в 4--2° Б.

XVI Региональная научно-практическая конференция

«Шаг в будущее» г. Усолье-Сибирское

Вазелин" href="/text/category/vazelin/" rel="bookmark">вазелино-ланолиновое мыло готовят так, берут 3,5 кг. вазелина и 1,5 кг. ланолина прибавляют их к 95 кг расплавленной мыльной массы. Применяется вазелино-ланолиновое мыло как смягчающее кожу средство. Также к медицинским мылам относится жидкое калиевое мыло, которое приготовляется из жидких растительных масел путём омыления их едким кали; содержание жирных кислот не менее 40%. Медицинское мыло, применяемое наружно в формах пластырей, мазей, паст, имеет терапевтическое значение в соответствии с влиянием прибавляемого к мылу действующего начала. Таково применение терпентинного мыла в форме мази при ревматизме.

К специальным видам мыла также принадлежат мыла, применяемые большей частью в текстильной, кожевенной, металлургической промышленности, в производстве инсектофунгицидов и т. д. специальные мыла известны главным образом в виде жидких, приготовляемых путём омыления жировой смеси натриевыми или калиевыми щелочами или их смесью.

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

Влияние состава мыла на кожу.

Сортов и марок мыла существует великое множество, и прежде чем выбрать самое подходящее, надо определить тип своей кожи.

Жирная кожа часто блестит из-за сильного пота - и жироотделения, на ней обычно крупные поры. Уже через 2 часа после умывания на приложенной к лицу салфетке жирная кожа оставляет пятна. Для такой кожи требуется мыло

с легким осушающим действием.

Сухая кожа тонкая и очень чувствительная к ветру и непогоде, а поры на ней мелкие и тонкие; она легко трескается, так как недостаточно эластична. Такой коже надо создавать максимальный комфорт и щадящий режим, лучше

использовать дорогие сорта мыла.

Нормальная кожа мягкая, гладкая, имеет поры среднего размера. Такая кожа как бы «светится», но не блестит. Тем не менее, нормальная кожа, как и любая другая, нуждается в бережном уходе.

Мыло, полученное из жирных кислот с короткой углеродной цепью (лауриновая и миристиновая) и из ненасыщенных жирных кислот с длинной углеродной цепью (олеиновая). Раздражает кожу. Не раздражает кожу мыло, полученное из насыщенных жирных кислот с длинной углеродной цепью (пальмитиновая и стеариновая). Щелочное и кислое мыло может вызвать раздражение кожи, обнажая ее, атаке микробов. Лучше использовать нейтральное мыло

Сырье для производства мыла

В качестве сырья для получения основного компонента мыла могут использоваться животные и растительные жиры, жирозаменители (синтетические жирные кислоты, канифоль, нафтеновые кислоты, талловое масло). Животные жиры – древнее и весьма ценное сырьё мыловаренной поверхности. Они содержат до 40 % насыщенных жирных кислот. Искусственные, то есть синтетические, жирные кислоты получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха. Молекула парафина при окислении разрывается в разных местах, и получается смесь кислот, которые затем разделяются на фракции. При производстве мыла используют в основном две фракции: С10-С16 и С17-С20. В хозяйственное мыло синтетические кислоты вводят в количестве 35-40 %.Для производства мыла применяют также нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина и др.). С этой целью нефтепродукты обрабатываются раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот (монокарбоновые кислоты ряда циклопентана и циклогексана). Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса тёмного цвета – мылонафт. Для очистки мылонафта обрабатывают серной кислотой, то есть вытесняют из солей сами нафтеновые кислоты. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом, или асидолмылонафтом. Непосредственно из асидола можно изготавливать только жидкое или, в крайнем случае, мягкое мыло. Оно имеет нефтяной запах, но зато обладает бактерицидными свойствами.

В производстве мыла давно используют канифоль, которую получают при переработки живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в углеродной цепи около 20 атомов углерода. в состав хозяйственного мыла обычно вводят 12-15 % канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл – не более 10 %. Введение канифоли в больших количествах делает мыло мягким и липким.

Технология приготовление мыла.

Получение мыла основано на реакции омыления - гидролиза сложных эфиров жирных кислот (то есть жиров) с щёлочами, в результате которого образуются соли щелочных металлов и спирты.

В специальных ёмкостях (варочных котлах) нагретые жиры омыляют едкой щёлочью (обычно каустической содой). В результате реакции в варочных котлах образуется однородная вязкая жидкость, густеющая при охлаждении - мыльный клей , состоящий из мыла и глицерина. Содержание жирных кислот в мыле, полученном непосредственно из мыльного клея обычно 40-60 %. Такой продукт имеет название «клеевого мыла ». Способ получения клеевого мыла принято называть «прямым методом».

«Косвенный метод» получения мыла заключается в дальнейшей обработке мыльного клея, который подвергают отсолке - обработке электролитами (растворами едкой щёлочи или хлористого натрия), в результате происходит расслоение жидкости: верхний слой, или мыльное ядро . Содержит не менее 60 % жирных кислот; нижний слой - подмыльный щёлок , раствор электролита с большим содержанием глицерина (также содержит загрязняющие компоненты, содержавшиеся в исходном сырье). Полученное в результате косвенного метода мыло носит название «ядрового ».

Высший сорт мыла - пилированное , получают при перетирании высушенного ядрового мыла на валиках пилирной машины. При этом в конечном продукте содержание жирных кислот повышается до 72-74 %, улучшается структура мыла, его устойчивость к усыханию, прогорканию и действию высоких температур при хранении. При использовании в качестве щёлочи каустической соды получают твердое натриевое мыло. Мягкое или даже жидкое калиевое мыло образуется, когда применяется каустический поташ.

А сейчас мы поговорим о технологии производства мыла. Для приготовления простого твердого мыла берут 2 кг едкого натра распускают в 8 кг. воды, доводят раствор до 25° С и вливают его в расплавленное и охлажденное до 50 ° С сало (сало должно быть несоленое и берется его 12 кг 800 гр на указанное количество воды и соли). Полученную жидкую смесь тщательно размешивают, пока вся масса не станет совершенно однородной, после чего разливают по деревянным ящикам, хорошо укутанным войлоком, и ставят в теплое сухое место. По истечении 4-5 дней масса затвердевает, и мыло готово.

Для получения хорошего туалетного мыла на каждые 100 г. свиного жира берут 5-20 г. кокосового масла. Необходимо следить, чтобы полученное мыло было нейтральное. С этой целью его насколько раз отсаливают и затем кипятят. После последней отсолки кипячение продолжается до тех пор, пока проба, взятая стеклянной палочкой на пластинку, не окажется вполне удовлетворительной, т. е. при сдавливании масса между пальцами получатся твердые пластинки, которые не должны ломаться.

Красящие вещества, употребляемые для подкраски туалетного мыла, могут быть весьма разнообразными. Главные условия, которым они должны удовлетворять: быть достаточно прочными, хорошо смешиваться с мылом и

не оказывать вредного влияния на кожу.

Красный цвет для прозрачного мыла получают при помощи фуксина и эозина; для непрозрачного мыла используют киноварь и сурик.

Желтый цвет мылу придает экстракт куркумы и пикриновая кислота.

Для получения мыла зеленого цвета применяют зеленый анилин или хромовую зеленую краску.

Коричневый цвет мыла образуется из светлой или темной коричневой анилиновой краски или жженого сахара. При изготовлении туалетного мыла особенно большую роль грает парфюмирование. Дело в том, что отдушка не только должна быть приятной, но и должна долго сохранять свой запах и даже, по возможности, улучшаться при лежании и сушке мыла. Поэтому при парфюмировании первый вопрос заключается в том, при какой температуре должно быть парфюмировано мыло. Затем, каково влияние щелочей на применяемые пахучие вещества. И, наконец, хорошо ли сохраняются в щелочах данные пахучие вещества.

Хорошее мыло имеет приятный, ненавязчивый запах за счет введенных в него парфюмерных добавок - отдушек. Специальные сорта мыла включают также антисептики (триклозан, хлогексидин, салициловую кислоту) и биологически активные вещества, в том числе полученные из природного сырья лекарственных растений.

Технология приготовление мыла в домашних условиях

Для того чтобы приготовить мыло в домашних условиях необходимо соблюдать следующую последовательность операций:

1. Наполнить стакан на ½ водой, поставить на треножник с металлической сеткой и вскипятить воду.

2. Налить в чашку для выпаривания касторовое масло и раствор гидроксида натрия.

3. Поставить чашку для выпаривания на стакан с кипящей водой и нагревать в течении 10-15 минут, перемешивая её содержимое стеклянной палочкой.

4. Добавить насыщенный раствор хлорида натрия и перемешать.

5. Чашку с содержимым охладить.

6. С помощью шпателя собрать мыло, слепить из него два кусочка размером с рисовое зернышко.

Ароматизировать полученное мыло можно с помощью растительных вытяжек, используя для этой цели такие растения: листья смородины, иголочки хвои, цветки календулы, ромашки.

Области применения мыла.

Кроме использования мыла в качестве моющего средства оно широко применяется при отбеливании тканей, в производстве косметических средств, для изготовления полировочных составов водоэмульсионных красок.

В быту, не говоря уже о промышленности, процессу мытья подвергают разные предметы и объекты. Загрязняющие вещества бывают самые разнообразные, но чаще всего они малорастворимые или нерастворимые в воде. Такие вещества, как правило, являются гидрофобными, поскольку водой не смачиваются и с водой не взаимодействуют. Поэтому нужны и различные моющие средства.

Если попытаться дать этому процессу определения, то мытьём можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и свойством переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. «Фобос» по-гречески означает страх. Боязнь. Значит, гидрофобный означает «боящийся, избегающий воду». «Филео» по-гречески – «люблю», гидрофильный – любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего средства взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает за собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью, адсорбироваться на пограничной поверхности, то есть обладать поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Соли тяжелых карбоновых кислот, например СН3(СН2)14СООNa, являются типичными поверхностно-активными веществами. Они содержат гидрофильную часть (в данном случае – карбоксильную группу) и гидрофобную часть (углеводородный радикал).

Практическая работа

«Секреты мыловарения».

Цель: изучить процесс омыления высших жирных кислот.

Изучив теорию, мы попробуем получить мыло на практике путем его варки кустарным способом.

Чтобы наше мыло было безопасным для здоровья, мы будем применять натуральное сырье.

В качестве оборудования и сырья используем:

· колба круглая плоскодонная вместимостью 1000 см3 ,

· стеклянная палочка,

· штатив с приспособлениями,

· спиртовка,

· фарфоровые стаканы вместимостью 500см3 и 200 см3 ,

· фарфоровая ложка,

· пинцет,

· весы технические,

· стакан стеклянный вместимостью 100см3,

· жир говяжий 70г,

· сало свиное 30г,

· спирт этиловый 20 мл,

· раствор Na2CO3,

· раствор NaCl 20% 200 мл,

· эвкалиптовое масло 2 капли, растворенное в спирте душистое вещество, лоскутки ткани размером 5X5 см,

· формочка для прессования мыла.

Ход работы : И так начнем с получения ядрового мыла высокого качества.

· Взвесим на технических весах 70 г. говяжьего и 30г свиного жира и поместим его в колбу емкостью 1000см3, закрепленную в штативе.

· Приготовим раствор кальцинированной соды Na2CO3(25 г Na2CO3+ 30 мл Н2О).

· В колбу прильем 20 мл этилового спирта. Он поможет растворению, контакту неполярного жира в полярной щелочи.

· Осторожно, при нагревании и перемешивании, прильем приготовленный раствор щелочи Na2CO3.

· Реакция омыления жира проходит только при нагревании. Признаком реакции является появление мыла.

· В полученную смесь выливаем 20% раствор NaCl и снова нагреваем смесь до полного отделения мыла.

· В отличие от горячей воды, в растворе поваренной соли мыло почти не растворяется. Поэтому при высаливании оно отделяется от раствора и всплывает.

· Дадим массе немного остыть, выделившейся слой мыла соберем ложкой на лоскут ткани, завернем его (работать нужно в резиновых перчатках!) и промоем в холодной воде.

· Слегка отжав, переложим его на другой лоскут ткани.

· Проверим рН мыла(нормальный уровень рН 6-7).у нас он был выше, поэтому мы мыло снова отсаливали и промывали водой.

Наш второй опыт будет заключаться в получении туалетного мыла.

Для получения туалетного мыла ядровое мыло измельчаем, разминаем. Затем в мыло добавляем 2 капли эвкалиптового масла (эфирное масло, жидкое, желтого цвета, антисептическое и противовоспалительное средство).

Изучение свойств мыла

Для изучения свойств мыла необходимо провести ряд опытов, подтверждающих его моющие свойства. Для этого следует:

1. В одну пробирку налить 5 мл дистиллированной воды, в другую – столько же водопроводной , поместить в каждую по кусочку мыла.

2. Закрыть пробками и встряхивать обе пробирки одновременно в течение нескольких секунд.

3. Поставить пробирки в штатив и с помощью секундомера определить, как долго пена остаётся в каждой пробирке. В пробирке с дистиллированной водой пена держится - 30 сек, а с водопроводной 10 сек.

4. Отметить вид содержимого каждой пробирки. Раствор стал мутным от мыла в двух пробирках.

5. С помощью универсальной индикаторной бумаги определить кислотность мыльного раствора. Мыльный раствор имеет слабощелочную среду.

6. Наличие глицерина в реакционной смеси можно обнаружить при помощи качественной реакции на многоатомные спирты, т. е. добавлением свежеприготовленного гидроксида меди. При добавлении гидроксида меди в пробирки, раствор стал ярко – синего цвета.

Выводы:

· мыло, полученное в домашних условиях, приятно пахнет, хорошо пенится и мылится, обладает антибактериальными свойствами и является экологически чистым;

· мыло имеет слабощелочную реакцию среды;

· дает характерную реакцию на содержание глицерина.

Литература:

1. Алексинский опыты по химии – М., 1995 г.

2. Богданова. Лабораторные работы. 8 – 11 кл.: Учеб. пособие для общеобразовательных учреждений. – М.: Астрель»: АСТ», 2001. – 112с.: ил.

3. Большая советская энциклопедия (в 30 томах). Гл. ред. . Изд. 3-е М., «Советская Энциклопедия». 1972.Т.17 Моршанск – Мятлик. 1974.616с.

4. Гроссе, Химия для любознательных – М., 1993 г.

5. Зиновьев жиров – М., 1990 г.

6. Селеменева в быту – http:// festival. 1 *****

7. Тоббин по мыловаренному производству – М 1991 г.

8. – Химия на досуге – М., 1996 г.

9. Шабанова деятельность учащихся – http:// festival. 1 *****

10. Щербакова проектов: организация деятельности по химии – http:// festival. 1 *****

11. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт. – сост. ; Худож. , . – М.: «Издательство АСТ»; 1999. – 448с.

Рецензия на спецкурс « Методика решения расчетных задач по химии для учащихся 10-11 класса » учителя химии Куликовой Н, С.

МОУ «Умыганская СОШ», с. Умыган, Тулунского района

Данная работа является частью программы по изучению органической химии тема «Жиры», элективного курса «Химия в повседневной жизни».

Изучить эту тему Валентина решила самостоятельно, так как ее заинтересовало, можно ли мыло получить в домашних условиях и получится ли оно такое, как продается в магазинах.

В этом проекте учитель уже выступает в роли консультанта. Зная это, можно отметить, что данная работа является продолжением непрерывного процесса формирования познавательных интересов, навыков исследовательской деятельности , развитию способности наблюдать и анализировать происходящее в ходе опытов явления, развитию умения практической деятельности и фиксированию результатов наблюдения, а затем по результатам делать необходимые выводы.

В работе представлены основные сведения о происхождении мыла, история мыловарения, состав, свойства, классификация мыла, сырье для его производства и области применения.

Изучение теоретической части дает возможность узнать, как сварить мыло в домашних условиях, чтобы оно было экологически чистым продуктом. Все эти аспекты отражены в данном исследовательском проекте.

А выбор этой темы способствует развитию практических навыков, развитию творчества.

Основной принцип выполнения работы – личная заинтересованность учащейся в получении химических знаний. Подобная заинтересованность возникла у Валентины за счет оригинальности идеи проекта и увлекательности полученных результатов.

Все разделы проекта связаны между собой, имеют преемственность на каждом этапе.

Работа реализует принцип развивающего обучения, направленный на получение новых знаний через исследовательскую деятельность, развивает практический навык исследовательской деятельности.

Но самый важный итог этого проекта состоит в том, что он способствует развитию любознательности, исследовательской мысли и устойчивого интереса к химии.

Руководитель проекта.

До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком. Египтяне умывались смешанной с водой пастой на основе пчелиного воска. В Древнем Риме при мытье пользовались мелко истолченным мелом, пемзой, золой. Видимо, римлян не смущало, что при таких омовениях вместе с грязью можно было «соскоблить» и часть самой кожи. Заслуга в изобретении мыла принадлежит, вероятно, галльским племенам. По свидетельству Плиния Старшего, из сала и золы букового дерева галлы делали мазь, которую применяли для окрашивания волос и лечения кожных заболеваний. А во II веке ее стали использовать в качестве моющего средства.

Христианская религия считала мытье тела делом «греховодным». Многие «святые» были известны только тем, что всю свою жизнь не умывались. Но люди давно заметили вред и опасность для здоровья загрязнения кожи. Уже в 18 веке на Руси было налажено мыловарение, а в ряде европейских стран еще раньше.

Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. В мыльной массе образуется два слоя – ядро (чистое мыло) и подмыленный щелок.

Также получают мыло в промышленности.

Омыление жиров может протекать и в присутствии серной кислоты (кислотное омыление). При этом получаются глицерин и высшие карбоновые кислоты. Последние действием щелочи или соды переводят в мыла. Исходным сырьем для получения мыла служат растительные масла (подсолнечное, хлопковое и др.), животные жиры, а также гидроксид натрия или кальцинированная сода. Растительные масла предварительно подвергаются гидрогенизации, т. е. их превращают в твердые жиры. Применяются также заменители жиров - синтетические карбоновые жирные кислоты с большой молекулярной массой. Производство мыла требует больших количеств сырья, поэтому поставлена задача получения мыла из не пищевых продуктов. Необходимые для производства мыла карбоновые кислоты получают окислением парафина. Нейтрализацией кислот, содержащих от 9 до 15 углеродных атомов в молекуле, получают туалетное мыло, а из кислот, содержащих от 16 до 20 атома углерода, - хозяйственное мыло и мыло для технических целей.

Состав мыла

Обычные мыла состоят главным образом из смеси солей пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот. Натриевые соли образуют твердые мыла, калиевые соли - жидкие мыла.

Мыло – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот,
полученные в результате гидролиза жиров в щелочной среде

Строение мыла можно описать общей формулой:

R – COOМ

где R – углеводородный радикал, M – металл.

Преимущества мыла:

а) простота и удобство в использовании;

б) хорошо удаляет кожное сало

в) обладает антисептическими свойствами

Недостатки мыла и их устранение:

Эксперимент:

Возьмитечашку с водой. Поместите туда спичку так, чтобы она плавала на поверхности. Коснитесь заостренным концом мыла поверхности воды сбоку от спички. Спичка двигается в сторону от мыла. Это происходит потому, что поверхностное натяжение воды больше, чем мыльной. С разных сторон на спичку действуют разные силы – она движется в сторону от большей силы поверхностного натяжения. Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды

Строение мыла - стеарата натрия.

Видео-опыт «Выделение свободных жирных кислот из мыла»

Молекула стеарата натрия имеет длинный неполярный углеводородный радикал (обозначен волнистой линией) и небольшую полярную часть:

Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.

СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты:

R – CH 2 – O – SO 2 – ONa

Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках.

Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья - растительных масел и жиров.

Эксперимент:

Можно сравнить мыла и СМС (стиральный порошок) проверив с помощью индикаторов, какая среда характерна для наших моющих средств.

При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная. Кстати, если моющее средство предназначено для стирки хлопчатобумажных тканей, то реакция среды должна быть щелочной, а если для шелковых и шерстяных тканей – нейтральной.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде?

Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:

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

СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.

Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды.

Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде. Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.

Какого только мыла нет сегодня! Разноцветное, яркое, красивое. Есть прозрачное, в котором заманчиво виднеются узоры или фруктики, разные изображения. Очень популярны виды для детей, которые выполнены в форме любимых мультяшных героев, и прочих персонажей. В общем, производители мыла стараются изо всех сил. Но что представляет собой этот продукт изнутри? Каков его химический состав, когда оно появилось и как его получают? Попробуем разобраться.

Химическая основа мыла

С точки зрения науки данный продукт представляет собой результат щелочного гидролиза масел или жиров. Впервые о том, что мыла и жиры имеют в своем составе что-то общее, догадался Мишель Шеврель, французский ученый-химик. Практически всю свою жизнь он посвятил изучению высших карбоновых кислот. Поэтому ему принадлежат заслуги теоретического объяснения состава жиров, а следовательно, и мыла.

Шеврель говорил, что если высший трехатомный спирт глицерин, содержащий три гидроксо-группы, прореагирует с кислотой, общая формула которой R-COOH, то в результате сформируются триглицериды - сложные эфиры кислот. Они и будут являться жирами. Если же реакцию проводить в щелочной среде, то образующийся продукт будет вступать во взаимодействие с NaOH (KOH) с образованием мыла.

Позже эти теоретические выводы были подкреплены опытами Бертло в лабораторных условиях. Обычно в состав разного мыла входят следующие компоненты:

• вода;
• нафтеновые кислоты;
• стеариновая;
• пальмитиновая;
• канифоль;
• или калия.

Поэтому химическая формула мыла условно записывается таким образом: R-COOMe, где R - это радикал, включающий от 8 до 20 и выше атомов углерода. Ме - это металл, щелочной или щелочноземельный.

Если говорить об обычном хозяйственном продукте, используемом для стирки белья, то формула мыла будет выглядеть примерно так: C 17 H 35 -COONa. В его состав входит:

• стеариновая кислота;
• едкий натр;
• канифоль;
• вода;
• иногда используют кокосовое масло.

В разных странах производство этого типа продукта происходит по-разному, поэтому чаще всего результат отличается по составу, по цвету, по качеству стирки. Таким образом, становится понятна сама формула мыла. Химия дает следующее определение данному продукту: это соли высших карбоновых кислот, включающие в состав щелочные или щелочноземельные металлы.

При этом следует указать, что по агрегатному состоянию, прозрачности, запаху и прочим органолептических параметрам продукты очень разнятся. Все зависит от химического состава и способа производства.

Формула жидкого мыла

Очень популярным в последнее время вариантом моющего средства являются жидкие продукты. Это удобно, кажется, что более щадящее для кожи рук и эстетично для полочки ванной комнаты. Поэтому жидкое мыло - один из самых распространенных видов этих солей. Чем отличаются они от твердых и почему такая разница в агрегатных состояниях?

Оказывается, все дело в катионе металла, который формирует соединение, а также в технологии производства. Формула мыла, которое является жидким, условно выглядит так: R-COOK. То есть в состав обязательно входят ионы калия. Соответственно, при производстве принимает участие гидроксид калия.

Основные характеристики таких продуктов:

• вязкость;
• гигроскопичность;
• тягучесть;
• прозрачность;
• лучшая растворимость.

Твердое мыло

Чтобы получить продукт в более традиционном агрегатном состоянии, нужно использовать при изготовлении натронную известь, или едкий натр. При этом следует указать, что если в состав входят ионы Na, то продукт получается твердый и никак иначе. Ионы лития чаще всего тоже формируют подобные мыла.

Таким образом, формула мыла приобретает несколько иной вид: R-COONa, R-COOLi. С химической точки зрения количественный состав и структура веществ при этом не меняется - мыло соответствует своей природе, являясь солями карбоновых кислот. Физические характеристики, органолептические свойства, внешний дизайн - это все подвластно изменить самому человеку, чем люди активно и занимаются.

Классификация

Можно обозначить две базы для разделения описываемых веществ на категории. Первый признак классификации - химическая основа при изготовлении. По данному критерию выделяют:

• ядровое мыло - жирных кислот не менее 60% в составе;
• полуядровое - около 30%;
• клеевое - не выше 47%.

Выбранной основой можно придать мылу совершенно различные варианты внешнего оформления. Можно сделать его мраморным, прозрачным, со встроенными внутрь украшениями и компонентами, цветным и матовым и так далее. Формула мыла также будет выражаться общим составом R-COOMe, однако в сам продукт часто входит еще канифоль и нафтеновые кислоты, а также сорбитол, ароматизаторы, красители, консерванты, пенообразователи и прочие соединения.

Второй признак классификации - это бытовое назначение. Так, выделяют три разновидности продукта.

1. Туалетное - используется в косметических целях для умывания, мытья тела. Должно обладать хорошей пенообразовательной способностью, быть мягким и не вызывать раздражения и сухости. Для этого жирные кислоты не должны понижаться за предел 72% в составе.
2. Специальное - используется в кожевенной, текстильной промышленности, медицине и так далее. Содержит особые технические добавки.
3. Хозяйственное - предназначено для мытья бытовых предметов, стирки белья, уборки и прочих бытовых нужд.

Формула мыла такого вида от предыдущего ничем не отличается, оно также может быть прозрачным, матовым, цветным и так далее. Соотношение компонентов меняется в зависимости от предназначения.

Производство в промышленности

Изготовление мыла в широких массовых масштабах осуществляется на специальных мыловаренных заводах. Там по заранее спланированным и расчерченным технологиям и дизайнам налажен выпуск огромного количества экземпляров продукта как твердого, так и жидкого плана. Основные технологические цепочки следующие:

• между кальцинированной содой и продуктами гидролиза жиров (карбоновыми кислотами);
• взаимодействие с или едким натром;
• щелочной гидролиз триглицеридов.

В любом случае можно получить разное мыло по своим физико-химическим свойствам.

История мыловарения

Известно, что о варке мыла люди знали более 6 тысяч лет тому назад, то есть еще до нашей эры. В Древнем Египте кипятили золу с добавлением жира и получали нужный продукт. Так продолжали действовать и будущие поколения несколько веков подряд.

В Европе производство мыла было слабо интенсивным, так как о чистоте своего тела никто не заботился, это считалось постыдным. И только с XVIII века мыловарение достигает своего расцвета. Придуманы новые упрощенные технологии производства, в мыло включаются ароматические масла и смягчающие добавки, оно становится более разнообразным и приятным в применении.

Изготовление своими руками

Как сделать мыло своими руками? Возможно ли это? Ответ однозначен: да, возможно. Сегодня многие люди сделали это своим домашним бизнесом и зарабатывают на этом очень неплохие деньги.

Если у вас есть творческая фантазия, креативность и нестандартность мышления, ловкие руки, желание и помещение для работы, то заняться изготовлением мыла вообще не составит труда.

Технология мыловарения в домашних условиях

Есть три основных способа приготовить продукт, не выходя из дома.

1. Закупить специальную готовую основу для производства. Это удобный, недорогой и быстрый в исполнении вариант, как сделать мыло своими руками. Данная основа потребует лишь вашей фантазии и добавки нужных ароматизаторов и красителей. Она пластичная и удобная в обращении, ей можно придать любую форму. Также при желании можно получить прозрачный продукт.
2. Приобрести готовое мыло без отдушек, красителей и ароматических добавок. Например, детское. Затем измельчить, растопить на водяной бане, и дальше действовать как в первом случае.
3. Варка с нуля. Самый опасный с точки зрения безопасности и трудоемкий процесс. Может быть осуществлен по любому из описанных промышленных методов. Однако следует помнить, что работать со щелочами следует крайне осторожно. И не в домашних условиях, а в специальном помещении.