Ako saponifikácia vyrába mydlo

Mydlo je soľ mastnej kyseliny produkovaná saponifikačnou reakciou. Bombaert Patrick / EyeEm / Getty Images

Jednou z organických chemických reakcií známych starovekému človeku bola príprava mydiel prostredníctvom reakcie tzv zmydelnenie . Prírodné mydlá sú sodné alebo draselné soli mastných kyselín, pôvodne vyrobené varením bravčovej masti alebo iného živočíšneho tuku spolu s lúhom alebo potašom (hydroxidom draselným). Hydrolýza tukov a dochádza k olejom, ktoré dávajú glycerol a surové mydlo.

Mydlo a saponifikačná reakcia

Toto je príklad saponifikačnej reakcie. Todd Helmenstine

Pri priemyselnej výrobe mydla, loja ( tuku zo zvierat, ako je dobytok a ovce) alebo rastlinný tuk sa zahrieva s hydroxidom sodným. Po dokončení zmydelňovacej reakcie sa pridá chlorid sodný na vyzrážanie mydla. Vodná vrstva sa odtiahne z vrchnej časti zmesi a glycerol sa získa pomocou vákua destiláciou .

Surové mydlo získané zmydelňovaním obsahuje chlorid sodný, hydroxid sodný a glycerol. Tieto nečistoty sa odstránia varením surovej mydlovej zrazeniny vo vode a opätovným vyzrážaním mydla soľou. Potom, čo sa proces čistenia niekoľkokrát opakuje, môže byť mydlo použité ako lacný priemyselný čistiaci prostriedok. Na výrobu čistiaceho mydla sa môže pridať piesok alebo pemza. Iné ošetrenia môžu viesť k praniu, kozmetickým, tekutým a iným mydlám.

Druhy mydiel

Saponifikačná reakcia môže byť prispôsobená na výrobu rôznych typov mydiel:

Tvrdé mydlo : Tvrdé mydlo sa vyrába pomocou hydroxid sodný (NaOH) alebo lúhu. Tvrdé mydlá sú obzvlášť dobré čistiace prostriedky tvrdá voda ktorý obsahuje horčík, chlorid a vápnik ióny .

Mäkké mydlo : Mäkké mydlo sa vyrába s použitím hydroxidu draselného (KOH) a nie hydroxidu sodného. Okrem toho, že je tento typ mydla mäkší, má nižšiu teplotu topenia. Väčšina skorých mydiel bola vyrobená s použitím hydroxidu draselného získaného z dreveného popola a živočíšnych tukov. Moderné mäkké mydlá sa vyrábajú s použitím rastlinných olejov a iných polynenasýtených triglyceridov. Tieto mydlá sa vyznačujú slabšími medzimolekulárne sily medzi soľami. Ľahko sa rozpúšťajú, ale majú tendenciu nevydržať tak dlho.

Lítiové mydlo : Ak sa posunieme v periodickej tabuľke v skupine alkalických kovov nadol, malo by byť zrejmé, že mydlo možno vyrobiť pomocou hydroxidu lítneho (LiOH) rovnako ľahko ako NaOH alebo KOH. Lítiové mydlo sa používa ako mazací tuk. Niekedy sa zložité mydlá vyrábajú pomocou lítiového mydla a tiež vápenatého mydla.

Zmydelnenie olejomalieb

Časom môžu byť olejomaľby poškodené reakciou zmydelnenia. Ivan / Getty Images

Niekedy dochádza k zmydelňovacej reakcii neúmyselne. Olejová farba sa začala používať, pretože odolala skúške času. Postupom času však zmydelňovacia reakcia viedla k poškodeniu mnohých (ale nie všetkých) olejomalieb vytvorených v 15. až 20. storočí.

Reakcia nastáva, keď soli ťažkých kovov, ako napríklad soli s červeným olovom, zinkovou bielou a olovnatou bielou, reagujú s mastnými kyselinami v oleji. Kovové mydlá vytvorené reakciou majú tendenciu migrovať smerom k povrchu maľby, čo spôsobuje deformáciu povrchu a vytváranie kriedového sfarbenia nazývaného „kvet“ alebo „výkvet“. Zatiaľ čo chemická analýza môže byť schopná identifikovať zmydelnenie skôr, ako sa stane zjavným, akonáhle sa proces začne, neexistuje žiadna liečba. Jedinou účinnou metódou obnovy je retuš.

Číslo zmydelnenia

Počet miligramov hydroxidu draselného potrebného na zmydelnenie jedného gramu tuku sa nazýva jeho číslo zmydelnenia , Koettstorferovo číslo alebo „sap“. Číslo zmydelnenia odráža priemernú molekulovú hmotnosť mastných kyselín v zlúčenine. Mastné kyseliny s dlhým reťazcom majú nízku hodnotu zmydelnenia, pretože obsahujú menej funkčných skupín karboxylových kyselín na molekulu ako mastné kyseliny s krátkym reťazcom. Hodnota miazgy je vypočítaná pre hydroxid draselný, takže pre mydlo vyrobené s použitím hydroxidu sodného je potrebné jej hodnotu vydeliť 1,403, čo je pomer medzi molekulovou hmotnosťou KOH a NaOH.

Niektoré oleje, tuky a vosky sa považujú za také nezmydelniteľné . Tieto zlúčeniny netvoria mydlo, keď sa zmiešajú s hydroxidom sodným alebo hydroxidom draselným. Príklady nezmydelniteľných materiálov zahŕňajú včelí vosk a minerálny olej.

Zdroje

• Aniónové a príbuzné disperzanty vápenného mydla, Raymond G. Bistline Jr., in Aniónové povrchovo aktívne látky: organická chémia , Helmut Stache, ed., zväzok 56 of Surfactant Science Series, CRC Press, 1996, kapitola 11, str. 632, ISBN 0-8247-9394-3
• Cavitch, Susan Millerová. Kniha Prírodné mydlo . Storey Publishing, 1994 ISBN 0-88266-888-9.
• Levey, Martin (1958). „Sadra, soľ a sóda v starovekej mezopotámskej chemickej technológii“. Isis . 49 (3): 336 – 342 (341). doi: 10.1086/348678
• Schumann, Klaus; Siekmann, Kurt (2000). 'Mydlo'. Ullmannova encyklopédia priemyselnej chémie . Weinheim: Wiley-VCH. doi: 10.1002/14356007.a24_247 . ISBN 3-527-30673-0.
• Willcox, Michael (2000). 'Mydlo'. V Hilde Butlerovej. Poucher's Parfumy, Kozmetika a Mydlá (10. vydanie). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. ISBN 0-7514-0479-9.