Как получают мыло химический процесс. Из чего состоит обычное мыло

Строение мыла, его свойства

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:

С n H m COOH + NaOH = С n H m COONa + H 2 O.

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.

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.

В современном мире существует огромное множество средств для гигиены тела. Их составы поражают инновациями, однако, самым популярным видом для ухода за телом остается на протяжении долгих лет твердое мыло.

Что это такое?

В первую очередь, твердое мыло является предметом гигиены, находящимся в каждом доме . Получить его возможно при химической реакции жиров со щелочью. Жиры для твердой продукции представляют собой стеариновую и пальмитиновую кислоты. Этим твердое мыло отличается от жидкого, в котором доля жиров выпадает на олеиновую и ланолиновую кислоты. В качестве щелочи выступает гидроксид натрия для твердой разновидности и гидроксид калия для жидкого вида.

Научное же определение твердого мыла гласит о продукте, содержащем растворимые соли высших жирных кислот. Сравнение готового куска и его отдельных ингредиентов показывает, что в итоговом продукте нет щелочи и жиров, ведь они преобразовались благодаря химической реакции в соли.

Отличие солей от исходных продуктов велико, так, соли не агрессивны к липидному слою кожи по сравнению со щелочами.

Описание

Точность является важным условием разработки мыльного продукта . Для ее соблюдения на хозяйственное и туалетное мыло существует свой ГОСТ. Жидкое мыло многих из перечисленных требований не имеет. Так, туалетное и хозяйственное твердое мыло должно иметь гладкую поверхность без трещин и сколов. Не должны появиться трещины и при разрезе продукта.

Главным же условием продукции является ее твердость. Сохранение формы при воздействии водой – признак средства, созданного по всем требованиям. Дополнительно требования к мылу сообщают об отсутствии в составе любых синтетических жиров, таких как парафина. В твердом варианте используются жиры исключительно растительного происхождения.

Отметим, что использование лаурет и лаурил сульфатов также не предусмотрено ГОСТом.

Виды

Видовое многообразие мыла сегодня поражает. Известные марки бытовой химии не ограничиваются выпуском хозяйственного средства для бытовых нужд и туалетного – для гигиенических, однако, и о них стоит сказать. Так, хозяйственный продукт имеет в своем составе наибольшее количество жирных кислот, процентный состав которых может составлять от 62 до 85 единиц. При этом в таком мыле необычайно высок PH-баланс, составляя в среднем 11, в то время как туалетное мыло остается на границе 5-6 единиц, что считается нейтральным показателем. PH туалетной продукции не оказывает негативного воздействия на кожу. С помощью различных добавок и составов появились и другие категории. Например, одним из самых популярных является мыло гигиеническое. Оно включает в себя продукцию:

• антибактериального действия;
• созданную для детей.

И тот и другой вид имеет гипоаллергенные свойства и минимальный набор ингредиентов в составе. Однако если детским мылом можно пользоваться каждый день, то антибактериальный продукт при частом применении разрушает защитный барьер кожи, убивая с вредными микробами полезные микроорганизмы. Более богатый состав можно наблюдать у косметического подвида, ведь применяется оно в большинстве случаев для ухода за лицом.

Крема и масла, входящие в состав, помогают деликатно очистить эпидермис и даже осуществить его питание.

Однако больших чудодейственных свойств можно ожидать от вида натурального, приготовленного собственноручно.

В нем содержится множество масел, в том числе не омыляемые, которые при воздействии щелочей сохраняют в себе все полезные свойства. Парфюмированное мыло – разновидность, предназначенная для удовольствия души. В нем нет максимального числа полезных добавок, однако присутствует изысканная парфюмерная композиция, способная отзываться на коже более получаса после принятия душа. В продаже можно увидеть и шампуневое мыло, название которого говорит само за себя. Его использование возможно не только на теле, но и на волосах.

Средство для бритья – еще один интересный вид . Специально разработанная разновидность имеет в своем составе большое количество глицерина. Он, в свою очередь, имеет свойство смягчать волоски, что делает бритье проще и комфортнее. Многофункциональным продуктом считают мыло-скраб. Его, как правило, производят вручную. В обычный состав при этом добавляются зерна кофе, дробленные абрикосовые косточки или овес, помогающие удалить омертвевшие клетки с кожи.

Свойства

Свойства мыла и его преимущества обуславливаются его химическим строением . Так, главное свойство мыла – способность образовывать водные растворы с функцией очищения. При нанесении раствора на любую поверхность, будь то кожа или ткань, он отделяет загрязнение, словно притягивая магнитом. Сами частицы загрязнений остаются в мыльном растворе, но повторно осесть на поверхность тела и предметов уже не могут.

А еще в кусочке мыла, которым можно пользоваться ежедневно, микробы не живут, ведь сам состав мыла и его характеристика отталкивает их от себя, создавая защитный барьер. Свойством, которое приписывают к недостатком, является реагирование мыльного раствора на жесткую воду. Натуральное мыло из жирных кислот при взаимодействии с ней плохо пенится, оставляя на поверхностях липкую пленку.

Выделение при воздействии воды доли свободной едкой щелочи – еще одно нелицеприятное свойство.

Состав

Состав твердого мыла бывает действительно внушительным . Помимо стеариновой кислоты, которая при воздействии щелочей, преобразуется в натриевые соли, средство может содержать в себе множество полезных и не очень ингредиентов. Самым лучшим составом обладает «Нейтральное», а также продукт «Экстра». В их составе можно наблюдать 78 % животных жиров. Оно изготавливается из природных компонентов и гордо носит название «натуральное». Другим популярным продуктом считают полупрозрачные кусочки глицериновой продукции. Содержа в себе природный смягчитель, способный воздействовать даже на свободную щелочь, глицериновое мыло прекрасно подходит для чувствительной кожи.

А еще в состав любого мыла неизменно входит вода. В некоторых продуктах используется не просто вода, а целебный настой шунгита. Шунгит – это камень, обладающий бактерицидными свойствами. Обогащенная им жидкость для мыловарения наполняет моющее средство антибактериальным действием. Вазелин среди ингредиентов вызывает массу споров, ведь это продукт нефтепереработки.

Срок годности

Срок годности промышленного мыла составляет 12 месяцев. При этом храниться оно должно в хорошо вентилируемом помещении без избытка влаги, иначе презентабельный вид гладкого кусочка может быть испорчен трещинами и сколами. Заметим, что продукт с использованием синтетических жирных кислот или ПАВов имеет срок хранения 3 года, однако, как говорилось ранее, пользы от него немного. Отдельные сроки годности существуют у мыла ручной работы. Средство с «нуля» с собственноручным проведением всех химических реакций будет радовать душу и тело несколько лет.

При использовании готовой мыльной основы срок хранения равен промышленному.

Марки

• Практически каждый производитель бытовой химии имеет в своем ассортименте твердое моющее средства для тела. Так, компания Faberlic предлагает продукты с роскошными ароматами, например, спелой черной смородины. Главным ингредиентом служит пальмат натрия, получаемый из пальмового масла.
• Еще один известный бренд Florena из Германии радует разнообразием и составом. Интересно, что не так давно продукт производителя оказался проверяемым популярной телепередачей, которая выявило, что производитель соблюдает все нормы производства.
• Американская компания Avon представила широчайший ассортимент моющих средств для тела. Их можно увидеть в комплексной серии, так, крем для лица порой соседствует с крем-мылом. В качестве основы используется пальмат натрия, значительную долю в составе занимает глицерин.
• Особым же шармом обладают бюджетные мыла компании «Кафе красоты ». Глицериновые продукты с полупрозрачным ярким тоном и разводами на поверхности из натуральных компонентов обладают целым спектром ароматов, начиная от клубничного и заканчивая цитрусовым и молочным. В качестве базы используется стеариновая кислота.

Как сделать своими руками?

Средство ручной работы приятно держать в руках, ведь его дизайн и аромат пробираются к нам в душу. Продавцы, однако, не спешат продать нам исключительно натуральный продукт, переплавляя готовое мыло с некоторыми добавками. Избежать обмана поможет собственноручное приготовление мыла «с нуля», изготовленное из щелочей и растительных масел, например, оливкового. Для этого потребуется специальная программа «калькулятор мыла», которая поможет определить необходимое количество ингредиентов. После точных измерений необходимо:

• растопить масла и смешать со щелочью;
• достичь однородности блендером;
• добавить полезные эфиры и прочее;
• выложить в форму и дать настояться в защищенном от света месте несколько часов;
• разрезать на порции.

Пойти более легким путем можно, заранее выбрав промышленное средство с хорошим составом. Его необходимо расплавить и внести целебные компоненты, например, эфиры и масла лаванды или ромашки. Хорошим решением станет и внедрение отвара из трав.

Какое лучше?

Лучшим твердым мылом для мытья тела и лица считают туалетное крем-мыло с добавлением различных смягчающих компонентов для кожи. Наиболее доступным здесь является глицерин. Стирку белья же доверяют твердому хозяйственному мылу от проверенных производителей.

Отсутствие сколов и трещин, приятный аромат и натуральный состав без включения в ингредиенты ПАВов – главные составляющие лучшего мыла.

Применение

Моющие средства подобного рода рекомендуют применять постоянно при нормальной и жирной коже. Сухая же кожа под воздействием солей еще более обезвоживается, особенно если говорить о коже лица. В этом случае эпидермису, испытывающему дефицит влаги, рекомендуется использовать продукт периодически, отдавая предпочтение более мягким гелям для душа и тоникам для умывания.

Физические свойства мыла. Мыла-соли высших жирных кислот. В производстве и быту мылом называют технические смеси водорастворимых солей, этих кислот, часто с добавками некоторых других веществ, обладающим моющим действием. Основу смесей обычно составляют натриевые (реже калиевые и аммониевые) соли насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с числом атомов углерода в молекуле от 12 до 18 (стеариновой, пальмитиновой, миристиновой, лауриновой и олеиновой). К мылам часто относят также соли нафтеновых и смоляных кислот, а иногда и другие соединения, обладающие в растворах моющей способностью. Не растворяющиеся в воде соли жирных кислот и щёлочноземельных, а также поливалентных металлов называются «металлическими» мылами.

Водорастворимые мыла - типичные металлообразующие поверхностно - активные вещества. При концентрации выше определённого критического значения в мыльном растворе наряду с отдельными молекулами (ионами) растворённого вещества находятся мицеллы -- коллоидные частицы, образованные скоплением молекул в крупные ассоциаты. Наличие мицелл и высокая поверхностная (адсорбционная) активность мыла обусловливают характерные свойства мыльных растворов: способность отмывать загрязнения, пениться, смачивать гидрофобные поверхности, эмульгировать масла и др.

Химические свойства мыла.

Мыла достаточно активные вещества, поэтому для них характерны свойства любой соли.

1) Мыла образованы сильным основанием и слабой кислотой, поэтому легко подвергаются гидролизу:

С17Н35СООNa + Н2О = С17Н35СООН + NaОН

Среда при гидролизе щелочная, поэтому мыла достаточно агрессивны по отношению к коже и частое их применение приводят к обезжириванию.

2) Мыла реагирую с кислотами:

2С17Н35СООNa + Н2SO4 = Na2SO4 + 2С17Н35СООН

В обоих реакциях выпадает в осадок стеариновая кислота в виде белого аморфного осадка.

3) В жесткой воде содержатся соли кальция и магния, они усиливают выпадение осадка:

2С17Н35СООNa + Са(НСО3)2 = (С17Н35СОО)2Са + 2NaНСО3

При этом в осадок выпадает стеарат кальция в виде белого аморфного вещества.

4) Мыла реагируют с солями тяжелых металлов:

2С17Н35СООNa + Cu SO4 = (С17Н35СОО)2Сu + Na2SO4

2С17Н35СООNa + (СН3СОО)2 Hg = (С17Н35СОО)2Hg + 2СН3СООNa

В обоих реакций образуются мыла обладающие нейтральным характером и антисептическими свойствами. Но они содержат токсичные элементы, которые способны вызвать аллергию при частом применении.

Любое мыло, где бы и как бы оно ни было произведено, представляет из себя натриевые или калиевые соли жирных кислот, полученные в результате т.н. реакции “омыления” между щелочью и маслами. А вот достигнуть этого результата можно различными способами.

Промышленное мыло. Для промышленного производства мыла используется любое сырье, которое можно купить дешево. Поэтому сырьем для производства промышленного мыла являются говяжий, свиной или смешанные животные жиры (т.е. отходы мясной индустрии), пальмовое, кокосовое и другие недорогие масла, канифоль (получаемую при переработке живицы хвойных деревьев), синтетические (искусственные) жирные кислоты, (получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха), нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина и др.). Как вы понимаете, вводятся все эти жиры согласно рецептуре для получения определенных свойств, но назвать такое мыло «натуральным» никому и в голову не придет.

Процесс промышленного производства мыла происходит в две стадии - химическую и механическую стадий. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор солей натрия (реже калия) жирных кислот или их заменителей (нафтеновых, смоляных). Используемые на производстве неочищенные жиры обрабатывают щелочью. В результате получается т.н. «мыльный клей» или «клеевое мыло». Эту смесь очищают, т.к. она содержит загрязняющие вещества исходного сырья.

Варку мыла заканчивают обработкой «мыльного клея» электролитами - избытком щелочи (NaOH) или раствором NaCl. В результате мыло расслаивается. На поверхность всплывает т.н. «мыльное ядро - концентрированное мыло, в котором содержится до 60% жирных кислот (масла). Нижний слой представляет собой так называемый «подмыльный щелок», который содержит воду, глицерин и загрязняющие вещества исходного сырья. Очищенный глицерин чаще всего снова добавляют в мыло, но не обязательно весь.

Глицерин, полученный при варке мыла из животных или растительных жиров могут отделить полностью. Он находит широкое применение: в производстве взрывчатых веществ (тринитроглицерина) и полимерных смол; в качестве умягчителя тканей и кожи; для парфюмерных, косметических и медицинских препаратов; при производстве кондитерских изделий и ликеров. Последним он придает вязкую консистенцию.

Полученное таким образом мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора - отсолкой или высаливанием. Делается это для повышения концентрации мыла и его очистки от белковых, красящих и механических примесей - так получают хозяйственное мыло.

На второй стадии производства мыла проводят механическую обработку - охлаждение, сушку, смешивание с различными добавками, отделку и упаковку. Полученное мыло (мыльное ядро) мыло перетирают на валиках специальной пилирной машины. В результате такой обработки процентное содержание жирных кислот удается повысить в среднем до 73%. Кроме этого, повышается устойчивость полученного мыла к прогорканию, усыханию и действию высоких температур. Пилированному мылу придается нужная форма путем прессования.

При изготовлении туалетного мыла в очищенном ядровом мыле искусственно снижают содержание воды от 30 до 12%. После чего в него вводят парфюмерные отдушки, отбеливатели типа диоксида титана (TiO2), красители и др.

Хорошие сорта туалетного мыла производятся из кокосового или пальмового масла, которого используется 50% и более от всего объема масел. Кокосовое масло хорошо растворяется в холодной воде и характеризуется высоким пенообразованием. Дорогие сорта туалетного мыла целиком изготавливают из кокосового масла. Иногда туалетное мыло содержит до 10% свободных жирных кислот.

Для улучшения некоторых характеристик хозяйственного мыла (иногда и туалетного), а также для удешевления в его состав вводят наполнители. Это могут быть натриевые соли (Na2CO3, Na2B4O7, Na5P3O10, жидкое стекло), которые при растворении в воде приводят к подщелачиванию, клеи (казеин, казеиновый студень), углеводы (крахмал). Клеи и крахмал способствуют пенообразованию мыльного раствора и стойкости пены, однако моющей способностью не обладают.

Для получения паст в жидкое хозяйственное мыло вводят тонкоизмельченный песок, толченый кирпич, жирные глины. Они способствуют механической очистке. Такие мыла применяют для чистки кухонной посуды, некрашеной мебели, полов и т.д.

В дорогих сортах мыла для улучшения пенообразования используется сапонин. Это вещество получается выщелачиванием некоторых растений и прежде всего мыльного корня. Сапонин хорошо растворяется в воде и его растворы сильно пенятся.

При промышленном производстве мыла в его состав добавляют различного рода ароматизаторы, красители, консерванты. В большинство современных сортов мыла (туалетное мыло, детское, банное) добавляют синтетические детергенты: лаурил- и лауретсульфаты, сульфонаты и другие поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти искусственно полученные вещества имеют отличные моющие свойства, а благодаря различному водородному показателю (pH) могут действовать даже в жесткой и морской воде. Эти вещества могут быть вредны для кожи и даже для организма в целом. Действие некоторых из них на человеческий организм до конца не изучено.

Домашнее мыло. При производстве домашнего мыла применяются: очищенные животные жиры

высококачественные растительные жиры (рафинированные или нерафинированные, иногда прямого отжима - это масла самого высшего качества, какое возможно).

Так как эти жиры уже очищены, обычно очистка не требуется. Количество и соотношение масел, щелочи и воды высчитывают на специальном калькуляторе. Иногда - вручную, по таблицам омыления. В ней содержатся так называемые «числа омыления» для каждого масла.

Одни масла, будучи омыленными, придают мылу твердость, другие дают пышную и обильную пену, третьи «отвечают» за увлажнение, мягкость очищения. Все это учитывается, точнее, должно учитываться. Все зависит от опыта, знаний и желания мыловара получить то или иное мыло. Можно приготовить своими руками мыло детское, для сухой и чувствительной кожи, для умывания, гипоаллергенное, для бани, лечебное (от различных кожных заболеваний), для жирной кожи, противоугревое, для бритья, шампуневое - для сухих волос, нормальных, жирных, от перхоти, стимулирующее рост волос и даже зубное! Даже незначительное изменение в рецептуре способно в корне изменить свойства полученного мыла. Любой уважающий себя мыловар имеет набор удачных рецептов. Особо удачные даже хранят в секрете.

Итак, завешивается необходимое количество масел, щелочи и жидкости. Компоненты тщательно взвешивают и смешивают: масла - друг с другом, расплавив твердые масла на водяной бане. Щелочь растворяют в жидкости. В домашнем мыловарении вода часто заменяется на такие жидкости как молоко, отвары трав, гидролаты трав и цветов (розовая вода, лавандовая, ромашковая и т.п.), чай, кофе, пиво, вино. При условии правильного использования, эти компоненты сохраняют часть своих полезных свойств.

Масла и раствор щелочи тщательно перемешивают. Начинается реакция омыления. Электролитами мыло не обрабатывают, поэтому вода остается в его составе и постепенно испаряется при просушке. Часто домашнее мыло, при одинаковом весе, по объему значительно больше, чем фабричное, и быстрее смыливаться. Все дело в отсутствии прессования и большем содержании воды. Но это справедливо далеко не для всякого мыла. Очень многие мыла нашего производства смыливаются в два раза дольше, чем промышленное.

Мыльная масса по мере реакции густеет. Разделения на ядро и подмыльный щелок не происходит. Глицерин, чаще всего, не отделяется.

Если процесс останавливают на стадии «следа» - такой способ называется «холодным». В мыло добавляют все необходимые добавки (эфирные и уходовые масла, отвары трав, мёд, алкоголь и т.д.). После этого массу разливают в формы и оставляют застывать на 2-4 суток (зависит от количества жидкости).

Когда мыло застыло (держит форму) вынимают из форм и нарезают (если формы не рассчитаны сразу на один брусок). После этого мыло оставляют «зреть». Полная аналогия с сыром или с вином!

Дозревание обычно производят в прохладном (но не холодном) темном месте. Мыло зреет от 1,5 до 12 месяцев (благородное Кастильское и Марсельское мыло, в составе масел для которого - 80-100% оливкового масла. Некоторые сорта мыла могут зреть и 2 года, становясь только лучше, но это возможно только при правильных условиях хранения (температура, влажность, отсутствие освещения).

Приготовление мыла можно ускорить. Для этого существует т.н. «горячий» способ. Мыло, вошедшее в стадию «следа» нагревают на водяной бане или в духовке (но при температуре не более 50-70 0С), постоянно перемешивая. Это делается, чтобы ускорить реакцию омыления.

Через несколько часов мыло будет полностью готово - процесс реакции жиров и щелочи (омыление) завершился. Мыловар добавляет эфирные масла, травы и другие добавки, контакт которых со свободной щелочью нежелателен. Делается это до того как масса застынет. Мыло раскладывают по формам, потом так же как и в предыдущем способе - дают застыть, вынимают, режут. Но теперь оно полностью готово к употреблению без дозревания! Иногда рекомендуют дать мылу «постоять» еще пару недель для оптимального результата.

Мыло, изготовленное «горячим способом» выглядит не столь гладким, из-за того что выкладывается в форму уже довольно густым. Также оно темнее мыла приготовленного «холодным способом». Зато готово сразу. Считается, что и полезные свойства компонентов сохраняются в таком мыле лучше. Это происходит из-за того, что они не контактируют с непрореагировавшей щелочью.