Скорость омыления жиров и нейтрализации жирных кислот. Физические и химические свойства жиров. Получение жиров и их химические свойства Омыление жиров щелочью в водном растворе

Мухранов Евгений

Изучили структуру с свойства мыла, получили в школьной лаборатории

Скачать:

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ.

МОРОЗОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

по теме:

«Структура и свойства мыла. Омыление жиров »

Выполнил: Мухранов Е.В.

Ученик 11 класса.

Руководитель:Скопич С.А.

С Морозовка. 2014

1. Введение

2. История мыла

3. Химические аспекты мыловарения

4. Способы приготовления мыла в промышленности

5. Омыление жиров в школьной лаборотории

6. Воздействие мыла на кожу

7. Заключение

8. Список литературы

Введение

Безусловно, соблюдение личной гигиены было и остаёться залогом здоровья. Мыло - единственное косметическое средство, которым мы пользуемся чаще всего. А значит, оно оказывает большое воздействие на нашу кожу. Несмотря на все новшества, основной принцип изготовление мыла остается тем же, что и несколько тысяч лет назад: оно образуется при переваривании животных или растительных жиров со щелочами.

Цель работы:

Изучить процесс мыловарения и приготовить мыло в рамках школьной лаборатории.

Изучить воздействие мыла на организм человека

задача:

1. Изучить строение и свойства мыла.
2. Изучить исторические преобразования мыла с древних времён до наших дней.
3. Получить мыло в школьной лаборатории.
4. Теоретически изучить влияние мыла на кожу.
5. Проанализировать полученную информацию и сделать вывод.

В своей работе я использовал методы :

1.Изучение теоретическоко материала.

2.Химический эксперимент.

3.Анализ полученного материала

4.Социологический опрос.

ИСТОРИЯ МЫЛА

Мылом человечество пользовалось с незапамятных времен: история мыловарения насчитывает по меньшей мере 6 тыс. годов

Во времена Гомера мыло еще не было известным. Древние греки очищали тело песком - особенно мелким, привезенным с берегов Нила. Древние египтяне умывались с помощью пасты из пчелиного воска, растворенной в воде.

Честь изобретения мыла приписывается сразу нескольким древним народам. Римский ученый и политик Плиний Старший утверждал, что своим знакомством с моющими средствами человечество обязано не высоко-цивилизованным египтянам, и не находчивым грекам или вавилонянам, а диким галльским племенам, с которыми римляне "познакомились ближе" на рубеже нашей эры. По свидетельству историка, галлы делали из сала и золы букового дерева какую-то чудодейственную мазь, которую использовали для очищения и окрашивания волос, а также для лечения кожных заболеваний. Цветное средство - красную краску - получали из глины. Они смазывали свои длинные волосы растительным маслом, в которое добавляли краску. Если в эту смесь доливали воды, образовывалась густая пена, которая чисто отмывала волосы.

Во II столетии эту "мазь" стали использовать для мытья рук,лица и тела в римских провинциях. Древние римлянины в эту смесь добавляли золу морских растений, и выходило настоящее качественное мыло. А до этого древним народам приходилось "выкручиваться", кому как посчастливится: кто-то использовал для мытья заваренную кипятком золу, а кто-то - сок мыльнянки, растения, которое прославилось своей способностью пениться в воде. Однако с этой версией не совпадают недавние открытия ученых. Не так давно подробнейшее описание процесса мыловарения было найдено... на шумерских глиняных табличках, датированных 2500 годом до нашей эры. Способ основывался на смеси из древесной золы и воды, которую кипятили и растапливали в ней жир, получая мыльный раствор.

Другая версия ученых гласит, что мыло все-таки изобрели римлянине. По легенде, само слово мыло (на английском языке - soap) образовалось от названия горы Сапо, где происходило принесение жертв богам. Смесь из растопленного животного жира и древесной золы жертвенного костра смывало дождем в глинистый грунт берега реки Тибр. Женщины, которые стирали там белье, обратили внимание, что благодаря этой смеси одежда отстирывается значительно легче. Так, постепенно стали использовать "дар богов" не только для стирки одежды, но и для мытья тела. Кстати, первые мыловарни тоже были выявлены археологами на территории Древнего Рима, а еще точнее - среди руин знаменитой Помпеи. Во время археологических раскопок Помпеи были найдены помещения мыловарен. Мыло в ту пору было полужидким.

Мыло долго было предметом роскоши и ценилось наряду с дорогими лекарствами и зельями. Но даже зажиточные люди не могли себе позволить стирать им белье. Для этого использовали разные глины, растения. Стирка была трудным делом, и занимались ею чаще всего мужчины. Итак, споры о том, кому человечество обязано изобретением мыла, до сих пор не завершены. Тем не менее известно, что "на поток" производство моющих средств было поставлено в средневековой Италии. Через сто лет секреты этого ремесла достигли Испании, а с XI ст. центром мыловарения становится Марсель, потом Венеция.

Правда, нельзя сказать, чтобы средневековые жители европейских стран злоупотребляли чистотой: мылом пользовались только представители первых двух слоев - дворяне и священники, да и то не все поголовно. Моду на чистоту привезли в Европу рыцари, которые побывали во время крестовых походов в арабских странах. Именно поэтому с XIII столетие и начинается расцвет производства моющих средств сначала во Франции, а потом в Англии. К делу мыловарения относились с чрезмерной серьезностью.

Когда этому ремеслу научились в Англии, король Генрих IV даже издал закон, который запрещал мыловару ночевать под одной крышей с другими ремесленниками: способ мыловарения держался в тайне. Но в больших масштабах мыловарение развилось лишь после разработки промышленного получения мыла. Первый кусок твердого мыла выпустили в Италии в 1424 году.

Утро французского короля Людовика XIV начиналось с многочасового ритуала одевания и очень короткого умывания. Ему подносили большую великолепную чашу, на дне которой плескалась вода. Король смачивал кончики пальцев и слегка дотрагивался ими до век. На этом процедура заканчивалась - мыться целиком в те времена было не принято, зато душиться различными духами было насущной необходимостью.

Франции, использовали для создания причесок из своих длинных волос особую смесь растительного масла и красной земляной краски. Стоило на смесь попасть воде, как образовывалась густая пена. Ее оставалось смыть - и вот они, чистые, блестящие, пушистые волосы!

Скифские женщины делали моющий порошок из древесины кипариса и кедра, затем смешивали его с водой и ладаном. Полученной нежной мазью, имевшей тонкий аромат, они натирали все тело. Затем удаляли раствор скребками, и кожа становилась чистой и гладкой. Хотя мыло уже было изобретено, многие народы еще долго продолжали пользоваться щелоком, бобовой мукой, клеем, пемзой, ячменной закваской и глиной. Даже знаменитый арабский врач Ибн Сина, живший в XI веке, советовал пользоваться мылом только для обмывания прокаженных. Здоровым же он предлагал глину. Кстати, подручные средства, заменяющие мыло, люди используют до сих пор. Земля одного из островов в Эгейском море содержит моющее вещество, с помощью которого жители борются с грязью. Когда идет дождь, весь остров покрывается мыльной пеной.

Но вернемся к истории мыла. В средние века основными его поставщиками в Европе были города Неаполь и Марсель. Постепенно ремеслу варки мыла научились и в других местах. Отношение к этому ремеслу было самое серьезное. В 1399 году в

Англии король Генрих IV основал орден, особой привилегией членов которого считалось… мытье в бане с мылом. В этой стране долгое время под страхом смерти члену гильдии мыловаров запрещалось ночевать под одной крышей с мастерами других ремесел - дабы не выдать тайну. Во второй половине XVII века во Франции был издан королевский указ, разрешающий варку мыла только в летнее время и только из золы и оливкового масла.

В России мыло начали делать во времена Петра I, но вплоть до середины XIX века им пользовалась только знать. Крестьяне стирали и мылись щелоком – древесную золу заливали кипятком и распаривали в печке. Главным центром мыловарения был город Шуя, на его гербе даже изображен кусок мыла. Широко известны были и московские фирмы - фабрика Ладыгина, фабрика Альфонса Ралле "Ралле и К" и парфюмерная фабрика Брокара, Оборудование фабрики Брокара поначалу состояло из трех котлов, дровяной печи и каменной ступки. Но он сумел стать признанным "королем парфюмерии", выпустив дешевое, копеечное мыло для всех слоев населения. Брокар старался придать недорогой продукции привлекательный вид. Например, его мыло "огурец" так походило на настоящий овощ, что покупалось даже из одного любопытства.

ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЫЛОВАРЕНИЯ

Несмотря на то что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов, конечно, была не ясна. Лишь на рубеже XVIII и XIX вв. была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность в реакцию их омыления. В 1779 г. шведский химик Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется сладкое и растворимое в воде вещество. Решающий шаг на пути изучения химической природы жиров был сделан французским химиком Шеврелем. Он открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты, как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров. Глицерин – трехатомный спирт. Жиры – сложные эфиры глицерина (глицериды) тяжелых одноосновных карбоновых кислот, преимущественно пальмитиновой CH 3 (CH 2 ) 14 COOH, стеариновой CH 3 (CH 2 ) 16 COOH и олеиновой CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH(CH 2 ) 7 COOH. Их формулу и реакцию гидролиза можно описать следующим образом:

В состав различных жиров входят в различных соотношениях пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и другие кислоты. В растительных (жидких) жирах преобладают непредельные кислоты (содержащие этиленовые связи), а в животных (твердых) – предельные кислоты, т.е. не содержащие двойных связей. Потребности в твердых животных жирах большие, чем в растительных. Поэтому жидкие растительные жиры переводят в твердые каталитической гидрогенизацией. В этом процессе остатки непредельных кислот в глицеридах превращаются (присоединением водорода) в остатки предельных кислот. Например:

CH 3 (CH 2 ) 7 CH = CH(CH 2 ) 7 COOH | [катализатор

190...240°C] ↓ CH 3 (CH 2 ) 7 CH 2 – CH 2 (CH 2 ) 7 COOH

Именно так получают кулинарные жиры, масло для обжаривания, салатное масло, а также жиры, идущие на производство маргарина. Гидрированные жиры называют саломаслами (сало из масла).

Важно то, что среди остатков различных кислот в глицеридах (жирах) присутствует остаток линолевой кислоты CH 3 (CH 2 ) 4 CH = CHCH 2 CH 2 CH = CH(CH 2 ) 7 COOH. В отличие от других эта кислота не синтезируется в организме человека, а вводится только с пищей. В настоящее время существует утвердившееся мнение, что линолевая кислота необходима для предотвращения атеросклероза – распространенной болезни, служащей одной из главных причин потери трудоспособности и преждевременной смерти. Необходимо отметить, что линолевая кислота непредельная, а значит, она входит в состав главным образом растительных жиров.

В быту, не говоря о промышленности, мойке подвергают разные предметы и объекты. Загрязняющие вещества бывают самые разнообразные, но чаще всего они малорастворимы или нерастворимы 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 определение, то мытьем 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 переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос – по-гречески означает страх, боязнь. Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео – по-гречески – люблю, а гидрофильность – любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью адсорбироваться на пограничной поверхности, т.е. обладать поверхностной активностью. Их называют поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Соли тяжелых карбоновых кислот, например CH 3 (CH 2 ) 14 COONa, являются типичными поверхностно-активными веществами. Они содержат гидрофильную часть (в данном случае – карбоксильную группу) и гидрофобную часть (углеводородный радикал).

Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной промышленности. Они содержат до 40% (насыщенных) жирных кислот. Искусственные, т.е. синтетические, жирные кислоты получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха. В упрощенном виде реакцию можно описать следующим уравнением:

CH 3 (CH 2 ) m CH 2 – CH 2 (CH 2 ) n CH 3 + 2,5O 2 ↓ CH 3 (CH 2 ) m COOH + CH 3 (CH 2 ) n COOH + H 2 О

Молекула парафина при окислении разрывается в разных местах и потому получается смесь кислот, которые разделяются на фракции. При производстве мыла используют две фракции: C 10 –C 16 и C 17 –C 20 . В хозяйственное мыло синтетические кислоты вводят в количестве 35...40%. Для производства мыла также применяют нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина и др.). С этой целью нефтепродукты обрабатывают 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 темного цвета – мылонафт. Для очистки мылонафт обрабатывают серной кислотой, т.е. вытесняют из солей сами нафтеновые кислоты. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом или асидол-мылонафтом. 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 переработке живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру 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.

Процесс производства мыла состоит из химической и механической стадий. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор солей натрия (реже калия) жирных кислот или их заменителей (нафтеновых, смоляных). На второй стадии проводят механическую обработку этих солей – охлаждение, сушку, смешивание с различными добавками, отделку и упаковку.

Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи (NaOH) или раствором NaCl. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное таким образом мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием. При высаливании происходит повышение концентрации мыла и его очистка от белковых, красящих и механических примесей – так получают хозяйственное мыло.

Если мыло варилось из животных или растительных жиров, то из раствора после отделения ядра выделяют образующийся в результате омыления глицерин. Он находит широкое и разнообразное 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.

Для получения особо чистого и светлого мыла его очищают (шлифуют) переведением снова в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. В результате шлифования мыло приобретает большую однородность, низкую вязкость и надлежащую пластичность. Для изготовления туалетного мыла в очищенном ядровом мыле снижают содержание воды от 30 до 12%. Затем в него вводят парфюмерные отдушки, отбеливатели типа TiO 2 , красители и др. Хорошие сорта туалетного мыла содержат до 50% мыла, полученного из импортного кокосового или пальмового масла. Кокосовое масло хорошо растворяется в холодной воде и характеризуется высоким пенообразованием. Иногда туалетное мыло содержит до 10% свободных жирных кислот. Самое дорогое туалетное мыло целиком изготавливают из кокосового масла.

Для улучшения некоторых характеристик хозяйственного мыла (иногда и туалетного), а также для удешевления в него вводят наполнители. К ним относятся некоторые натриевые соли (Na 2 CO 3 , Na 2 B 4 O 7 , Na 5 P 3 O 10 , 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.

Особое место среди наполнителей занимает сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений и прежде всего мыльного корня. Он хорошо растворяется в воде и его растворы сильно пенятся. Поэтому сапонин используют для улучшения пенообразования и применяют для дорогих сортов мыл.

Следует отметить, что замена натрия на калий приводит к изменению консистенции мыла. Из твердого оно становится мягким или мазеобразным.

Ионы кальция и магния образуют с анионами тяжелых карбоновых кислот малорастворимые соли. Этот процесс можно выразить уравнениями:

2RCOONa + Ca(HCO 3 ) 2 = Ca(RCOO) 2 + 2NaHCO 3

2RCOONa + MgCl 2 = Mg(RCOO) 2 + 2NaCl

Поэтому при стирке белья в жесткой воде, содержащей эти ионы, расход мыла повышается на 25...30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры и потому делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. Кроме того, осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности. Это происходит потому, что анионы ненасыщенных карбоновых кислот при сушке тканей окисляются кислородом воздуха с образованием веществ пероксидного характера. Они же окисляют целлюлозу, из которой состоят ткани. Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыла вводят натрийтрифосфат Na 5 P 3 O 10 . Анион P 3 O 5 10 – связывает ионы Ca 2+ и Mg 2+ в прочные, но растворимые в воде соединения. По существу они играют роль умягчителя воды. С этой же целью натрийтрифосфат и другие полифосфатные анионы добавляют и в стиральные порошки.

Кроме использования мыла в качестве моющего средства оно широко применяется при отделке тканей, в производстве косметических средств, для изготовления полировочных составов и водоэмульсионных красок. Имеется и не столь безобидное его применение. Алюминиевое мыло (алюминиевые соли смеси жирных и нафтеновых кислот) применяют в США для получения некоторых видов напалма – самовоспламеняющегося состава, используемого в огнеметах и зажигательных авиабомбах. Само слово напалм происходит от начальных слогов нафтеновой и пальмитиновой кислот. Состав напалма довольно простой – это бензин, загущенный алюминиевым мылом.

В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков). Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например

Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния.

Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах, что важно при стирке тканей из искусственных волокон. Наконец, концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из жиров. Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.

СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

Изготовление мыла не связанно с фабричным оборудыванием, поэтому его можно приготовить как в лаборатории, так и дома.

В лаборатории Морозовской МБОУ СОШ я получил два вида мыла.

Первый способ заключается в щелочном гидролизе растительного масла.

Ход работы: . Горячий крепкий раствор стиральной соды наливаем в склянку и прибавляемпо каплям растительное масло, пока оно не перестанет растворяться. В полученный раствор всыпаем немного поваренной соли (процесс так и называется - высаливание). Твердое мыло всплывет на поверхность, его легко собрать

Результат : из 40 мл раствора образовалось всего 8 грамм мыла. Следовательно данный способ экономически не выгоден.

Второй способ заключается в щелочном гидролизе сливочного масла.

Ход работы: Прежде всего отвесим на химических весах 20 г. сливочного масла.Положимего в фарфоровую чашку (объемом 0,5 л). Отмеримв медном цилиндре 60 мм 30 процентного раствора щелочи и осторожно вольём его в чашку с раствором. Поставим чашку с содержимым на асбестовую сетку штатива и нагревайте ее, перемешивая стеклянной палочкой, так, чтобы не было разбрызгивания. (РАБОТАЙТЕ В ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ОЧКАХ!)

По мере выкипания добавим в чашку понемногу воды. Через 1-1,5 часа возьмиём пробу. Здесь два способа: при одном вы берете пробу (0,5-1 мл) пипеткой н выливаете ее в пробирку с горячей дистиллированной водой. Про бирку встряхиваете. Если мыло готово, проба полностью растворится в горячей воде. Образуется обильная пена. Если же оно не готово, раствор будет непрозрачным, сверху всплывет жир. При другом способе пробу берут стеклянной палочкой и капают на ноготь большого пальца левой руки. Если капля застывает, не расплываясь, мыло готово, если же она расплывается - варку надо продолжить .

Когда мыло сварится, упарьте его на медленном огне (10-15 минут). Затем охладите и вылейте в сосуд с насыщенным раствором поваренной соли. В виде мыльных хлопьев оно всплывет на поверхность. Фарфоровой ложкой соберите мыло, промойте холодной водой от избытка щелочи, перенесите на тряпку, отожмите и спрессуйте в кусок или опять перенесите в фарфоровую чашку, осторожно расплавьте и вылейте в форму (деревянная коробочка). Застывшее и подсохшее мыло готово к употреблению.

Результат : на фильтровальной бумаге обрадовалось мыло, н раствор фенолфталеина показал наличие щёлочи в мыле. Следовательно, щёлочь вступила в реакцию не полностью.

Воздействие мыла на кожу:

Современные исследования показывают, что чем меньше в мыле всевозможных красителей, отдушек, тем меньше угроза раздражения кожи. Многие элитные косметические компании вообще отказались от добавления в мыло искусственных компонентов. Исключение составляет мыло с отшелушивающим эффектом. Мыло-скраб может содержать дробленые косточки малины или измельченные орешки, а также синтетическую крошку, которая очень мягко удаляет отмершие клетки кожи, не повреждая живых тканей. Отшелушивающее мыло хорошо использовать перед применением других косметических средств (питательных масок, кремов), так как глубоко очищенная кожа лучше впитает полезные вещества.

О качестве моющего средства можно судить по уровню его рН, который должен приближаться к кислотности здоровой кожи - 5,5-5,6. Однако мыло даже с таким показателем не подходит для чувствительной кожи. После умывания мылом часто возникает ощущение стянутости, а при регулярном использовании кожа может начать шелушиться, стать сухой. Такое воздействие оказывает щелочь, она разрушает защитную липидную пленку, и организму требуется несколько часов на ее восстановление. Особенно много щелочи в дешевых сортах мыла, поэтому не стоит его использовать для лица и тела, но оно вполне подойдет для ежедневного мытья рук, так как кожа рук - самая закаленная.

Для ухода за лицом лучше применять молочко и лосьоны, а для тела - гели для душа. Но уж если вы предпочитаете мыло - выбирайте самое лучшее.
Чтобы мыло не сушило кожу, в него добавляют натуральные вещества, обладающие полезными для кожи свойствами:

Глицериновое мыло смягчает и увлажняет кожу от вредного воздействия окружающей среды. Подходит для проблемной и чувтвительной кожи.
Вазелиновое мыло оставляет на коже защитную пленку, предохраняющую ее от пересыхания

Дегтярное мыло было известно своими свойствами еще в XIX веке. Содержит лечебный берестовый деготь и незаменимо при различных заболеваниях кожи, а также для профилактики.
Медовое мыло восстанавливает, тонизирует, смягчает, омолаживает и питает кожу, делая ее нежной и бархатистой.
Мыло на основе овса, нормализует жирную кожу, предупреждает появление покраснений и раздражений, придает мягкость, прекрасно увлажняет и защищает кожу от вредного воздействия окружающей среды.
Мыло с экстрактом пихты подходит для проблемной кожи, способствует заживлению мелких трещин, предупреждает раздражение и образование угрей.
Мыло с экстрактом ромашки, содержащее флавоноиды, эфирные масла и витамины, укрепляет защитные функции кожи, помогает избежать пересыхания.
Мыло с экстрактами зверобоя и эвкалипта, оказывает эффективное противовоспалительное действие.

Есть мыло, которое варят в небольших количествах по старинным рецептам - так, как его изготовляли до изобретения непрерывного процесса мыловарения. Такое мыло продается в виде грубоватых брусочков, часто оно бывает полупрозрачным, иногда в него вплавлены кусочки натуральных фруктов или овощей. В таком мыле щелочь заменяется мягкими омыляющими компонентами растительного происхождения, поэтому оно не вредит коже.

Соц. Опрос.

1) вы умываетесь с мылом?

ДА-86.7% НЕТ-10.3% КОГДА КАК -3%

2) Что вы чувствуете после умывания с мылом

Легкость.

Свежесть.

Стягивает кожу.

Ничего

Вывод:

В соответствии с поставленной целью, изучена литература по приготовлению мыла в условиях школьной лаборатории.

В ходе работы сделан вывод о том, что приготовление мыла в домашних условиях – процесс трудоемкий, длительный и дорогостоящий, т.к. для получения мыла используются жиры, которые являются ценными продуктами питания.

Выполненная работа позволяет сделать обоснованные выводы о том, что выдвинутая гипотеза верна, а именно: изучение литературы по приготовлению мыла в условиях школьной лаборатории, получение самого хозяйственного мыла, проверка его свойств на практике привели к получению мыла в условиях школьной лаборатории с незначительными отклонениями.

Список литературы:

1.Википедия-свободная энциклопедия - http://ru.wikipedia.org/

2.Декоративное мыло Техника. Приемы. Изделия - Корнилова В.В., изд. АСТ, 2009

3.www.mylko.ru- энциклопедия мыловарения

4.www.magicaltouch.ru - мыло и косметика ручной работы

5.Б.Д.Степин, А.Ю.Алиуберова Занимательные задания и эффектные опыты по химии
6.А.А.Зиновьев Химия жиров
7. Энциклопедия для детей «Химия», М, Аванта 2000г

8. О. Ольгин Занимательные опыты по химии, «Детская литература», 1975г

9. Интернет-ресурсы: http://www.originalsoap.ru

Http://www.mysoap.ru

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Исследовательская работа: «Состав и свойство мыла. Омыление жиров» Выполнил: Мухранов Е.В. Руководитель: Скопич С.А.

«Уровень культуры нации измеряется количеством потребляемого ею мыла» Юстус фон Либиг

Введение: Мыло - единственное косметическое средство, которым мы пользуемся чаще всего. А значит, оно оказывает большое воздействие на нашу кожу. Несмотря на все новшества, основной принцип изготовление мыла остается тем же, что и несколько тысяч лет назад: оно образуется при переваривании животных или растительных жиров со щелочами.

Цель работы: Изучить процесс мыловарения и приготовить мыло в рамках школьной лаборатории. Изучить воздействие мыла на организм человека.

Задачи: Изучить строение и свойства мыла. Изучить исторические преобразования мыла с древних времён до наших дней. Получить мыло в школьной лаборатории. Теоретически изучить влияние мыла на кожу. Проанализировать полученную информацию и сделать вывод.

Из истории мыловарения: Первый мыловарный завод в Р оссии Древний рецепт мыла Мыловарня во Франции

Из истории мыловарения: Объяснил суть процесса получения мыла в XIX веке французский химик Мишель Шеврель

Химический аспект мыловарения Реакция щелочного гидролиза жиров называется омылением.

Химический аспект мыловарения Олеат натрия (соль непред. олеиновой к-ты) (С 17 н 33 СОО Na) Пальмиат калия (соль пальмитиновой к-ты) (С 15 Н 31 СООК) Линолеат натрия (соль линоленовой к-ты) (С 17 Н 29 СОО Na)

Состав промышленного мыла Натриевые соли жирных кислот Натуральные жиры и масла Ароматическая композиция Вода Пластификаторы Антиоксиданты Отбеливатели Красители

Получение мыла в лаборатории

Опыт№1 Получение мыла из растительного масла:

Опыт №2 Омыление сливочного масла:

Действие мыла на кожу Нормальная кожа – мыло с любой реакцией раствора; Раздражительная кожа – мыло должно быть нейтральное, без красителей и парфюмерных добавок; Сухая кожа – только нейтральное мыло с увлажняющими компонентами, лучше жидкое; Жирная кожа – мыло щелочное; Комбинированная кожа - подбирать разные сорта мыла или использовать специальные косметические средства;

Действие мыла на кожу: На 1 см 2 кожи - до 3 млн. микроорганизмов! Выделения сальных и потовых желез создают благоприятную среду для микробов; Только чистая кожа выделяет защитные вещества, убивающие микроорганизмов

Соц. Опрос: 1) вы умываетесь с мылом? ДА-86.7% НЕТ-10.3% КОГДА КАК -3% 2) Что вы чувствуете после умывания с мылом -легкость. -свежесть. -стягивает кожу. -ничего.

вывод. В соответствии с поставленной целью, изучена литература по приготовлению мыла в условиях школьной лаборатории. В ходе работы сделан вывод о том, что приготовление мыла в домашних условиях – процесс трудоемкий, длительный и дорогостоящий, т.к. для получения мыла используются жиры, которые являются ценными продуктами питания. Выполненная работа позволяет сделать обоснованные выводы о том, что выдвинутая гипотеза верна, а именно: изучение литературы по приготовлению мыла в условиях школьной лаборатории, получение самого хозяйственного мыла, проверка его свойств на практике привели к получению мыла в условиях школьной лаборатории с незначительными отклонениями.

Список литературы: 1.Б.Д.Степин, А.Ю.Алиуберова Занимательные задания и эффектные опыты по химии 2.А.А.Зиновьев Химия жиров 3. Энциклопедия для детей «Химия», М, Аванта 2000г 4. О. Ольгин Занимательные опыты по химии, «Детская литература», 1975г 5. Интернет-ресурсы: http://www.originalsoap.ru http://www.mysoap.ru

«Широко простирает химия руки свои в дела человеческие» М.В.Ломоносов

Спасибо за внимание!

1. Реакция гидролиза или омыления.

Реакция этерификации является обратимой, поэтому в присутствии кислот будет проте­кать обратная реакция, называемая гидролизом, в результате кото­рой образуются исходные жирные кислоты и спирт:

Реакция гидролиза ускоряется под действием щелочей; в этом случае гидролиз необратим:

так как получающаяся карбоновая кислота со щелочью образует соль:

2. Реакция присоединения.

Сложные эфиры, имеющие в своем составе непредельную кисло­ту или спирт, способны к реакциям присоединения. Например, при каталитическом гидрировании они присоединяют водород.

3. Реакция восстановления.

Восстановление сложных эфиров водородом приводит к образо­ванию двух спиртов:

4. Реакция образования амидов.

Под действием аммиака сложные эфиры превращаются в амиды кислот и спирты:

Механизм протекания реакции этерификации. Рассмотрим в качестве примера получение этилового эфи­ра бензойной кислоты:

Каталитическое действие серной кислоты состоит в том, что она активирует молекулу карбоновой кислоты. Бензойная кислота протонируется по атому кислорода карбонильной группы (атом ки­слорода имеет неподеленную пару электронов, за счет которой при­соединяется протон). Протонирование приводит к превращению частичного положительного заряда на атоме углерода карбоксиль­ной группы в полный, к увеличению его электрофильности. Резо­нансные структуры (в квадратных скобках) показывают делокализацию положительного заряда в образовавшемся катионе. Молекула спирта за счет своей неподеленной пары электронов присоединяется к активированной молекуле кислоты. Протон от остатка спирта пе­ремещается к гидроксильной группе, которая при этом превращает­ся в «хорошо уходящую» группу Н 2 О. После этого отщепляется молекула воды с одновременным выбросом протона (возврат ката­лизатора).

Приготовление мыла - один из самых древних химических синтезов. Конечно, этот процесс гораздо «моложе», чем процесс получения этилового спирта; очевидно, стремление к чистоте появилось у человека много позже желания к отравлению алкоголем. Когда германские племена во времена Цезаря варили козье сало с поташем, вымытым из пепла костров, они проводили ту же самую реакцию, которая осуществляется сейчас в грандиозных масштабах современными мыловарами, а именно гидролиз глицеридов. В результате гидролиза образуются соли карбоновых кислот и глицерин.

Мыло, которое мы используем, представляет собой смесь натриевых солей жирных кислот с длинной цепью - именно смесь, поскольку жир, из которого его синтезируют, является смесью. Мыло может отличаться по составу и методу получения: если его делают из оливкового масла, то получают кастильское мыло; для того чтобы мыло было прозрачным, к нему добавляют спирт; для того чтобы оно плавало, его делают пенообразным; к мылу можно добавить душистые вещества, красители и антисептики; если используется калиевая соль вместо натриевой соли, то получается жидкое мыло. Однако с химической точки зрения все мыла одинаковы и природа их действия во всех случаях одна и та же.

Рис. 20.1. Эмульгирование масла в воде в присутствии мыла. Неполярные углеводородные цепи растворимы в масле; полярные группы - растворимы в воде. Одинаково заряженные капли отталкивают друг друга.

Очищающее действие мыла - чрезвычайно сложный процесс. Некоторое представление о факторах, определяющих его, можно получить из следующей упрощенной картины. Молекула мыла имеет полярный конец - и неполярный конец - длинную цепь, состоящую из 12-18 атомов углерода; полярный конец растворим в воде, а неполярный - в масле. Обычно капли масла при контакте с водой стремятся слиться так, что образуется два слоя - масла и воды, но в присутствии мыла картина резко меняется. Неполярные концы молекул мыла растворяются в каплях масла, в то время как карбоксилатные концы остаются в водной фазе (рис. 20.1). Из-за наличия отрицательно заряженных карбоксилатных групп каждая капля масла окружена ионной оболочкой. Отталкивание одинаковых зарядов удерживает капли масла от слияния, в результате чего образуется устойчивая эмульсия масла в воде. Очищающее действие мыла обусловлено тем, что оно эмульгирует жир и сало, содержащие грязь. Как будет показано ниже, подобное эмульгирующее, а следовательно, и очищающее действие свойственно не только солям карбоновых кислот, но также любым

молекулам, содержащим длинный неполярный остаток и полярную группу (разд. 20.25).

Жесткая вода содержит кальциевые и магниевые соли, которые реагируют с мылом с образованием нерастворимых кальциевых и магниевых солей карбоновых кислот.

Химические свойства жиров проявляются в их способности к гидролизу, прогорканию, высыханию и гидрогенизации.

Омыление

Триглицериды жирных кислот способны к превращениям, характерным для сложных эфиров. Под влиянием едких щелочей происходит расщепление эфирных связей, в результате чего образуются свободный глицерин и щелочные соли жирных кислот (мыла).

Реакция гидролиза в присутствии щелочи (омыления) широко используется для приготовления бытовых и медицинских мыл, а также для выяснения состава жиров и их доброкачественности. С этой целью определяют число омыления , то есть количество миллиграммов едкого калия (KOH), необходимое для нейтрализации свободных и связанных в виде триглицеридов жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

Прогоркание

Этот сложный химический процесс происходит при хранении жира в неблагоприятных условиях (доступ воздуха и влаги, свет, тепло), в результате чего жиры приобретают горьковатый вкус и неприятный запах. Если жиры в этих условиях подвергаются действию фермента липазы, то происходит их разложение, аналогичное реакции омыления. Этот вид порчи жира легко контролируется по величине кислотного числа (КЧ). Под этой константой понимается количество милиграммов едкого калия (KOH), которое необходимо для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Доброкачественные жиры содержат небольшое количество свободных жирных кислот.

С помощью других констант можно определить природу содержащихся в масле свободных жирных кислот. Так, по числу Рейхерта-Мейсля можно судить о количестве летучих растворимых в воде кислот, а по числу Поленске - о количестве летучих кислот, нерастворимых в воде. Числом Рейхерта-Мейсля называется количество миллилитров 0,1 Мэ раствора едкого калия, необходимое для нейтрализации летучих, растворимых в воде жирных кислот, полученных при строго определенных условиях из 5 г жира. Число Поленске устанавливают вслед за определением летучих кислот в той же навеске жира. Выпавшие жирные кислоты переводят в спиртовой раствор и титруют 0,1 Мэ спиртовым раствором едкого калия.

Для более точного представления о количестве содержащихся в жирах глицеридов из числа омыления вычитают кислотное число и получают так называемое эфирное число (ЭЧ), которое характеризует только связанные жирные кислоты.

Иногда прогоркание жиров зависит от жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих окисление отщепленных жирных кислот в кетоны или альдегиды. Однако чаще всего прогоркание жиров обусловливается окислением ненасыщенных жирных кислот кислородом воздуха. Последний может присоединяться по месту двойных связей, образуя перекиси.

Кислород может присоединяться также и к углеродному атому, соседнему с двойной связью, образуя гидроперекиси.

Образовавшиеся перекиси и гидроперекиси подвергаются разложению с образованием альдегидов и кетонов. Для характеристики окислительного прогоркания жира используется константа, известная под названием перекисное число , которое выражается количеством иода, пошедшего на разрушение перекисей.

Высыхание

Намазанные тонким слоем жидкие жиры ведут себя на воздухе по-разному: одни остаются без изменения жидкими, другие, окисляясь, постепенно превращаются в прозрачную смолоподобную эластичную пленку - линоксин, нерастворимую в органических растворителях. Масла, не образующие пленку, называются невысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды олеиновой кислоты (с одной двойной связью). Масла, образующие плотную пленку, называются высыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линоленовой кислоты (с тремя двойными связями). Масла, образующие мягкие пленки, называются полувысыхающими. Главной составной частью в таких маслах являются глицериды линолевой кислоты (с двумя двойными связями). Способность некоторых масел к высыханию широко используется в народном хозяйстве (лакокрасочная промышленность). Для медицины, наоборот, представляют интерес масла невысыхающие, поскольку они используются для парентерального введения лекарственных средств.

Гидрогенизация

По месту двойных связей, помимо галогенов, легко присоединяется также водород. В результате такого присоединения жирные кислоты из ненасыщенных переходят в насыщенные; жиры при этом приобретают плотную консистенцию. Реакция гидрогенизации широко используется для получения плотных жиров из растительных масел. Среди них имеются пищевые жиры (маргарин, саломас) и жиры, используемые в фармации (основы для мазей и суппозиториев) и косметике. Гидрогенизация масел проводится при высокой температуре в присутствии катализатора (губчатый никель). Регулируя приток водорода, получают жиры с различной температурой плавления и другими свойствами в зависимости от замещения двойных связей. Эта сторона процесса очень существенна для получения фармацевтических основ с заданными свойствами.

Сегодня интернет пестрит советами, как приготовить мыло своими руками, хотя мало кто понимает (кроме людей определенных профессий), что важным этапом в этом является омыление жиров, без которого не возможен процесс мыловарения.

Знакомимся с базовыми основами процесса

Для начала процесса познакомимся с таким понятием как мыльный калькулятор, откуда берутся данные показателей и как работает он сам. Омыление — реакция щелочного гидролиза жиров, при которой происходит расщепление молекул жиров (масел) на глицерин и жирные кислоты, которые образуют соли. Последние, и есть образуемое мыло. Так как щелочь работает в водной среде, то можно описать процесс более простым языком: вода+жир+щелочь=мыло+глицерин.

Для получения мыла твердого состава берется каустическая сода или едкий натр NaOH. Но чтобы облегчить процесс, достаточно воспользоваться специальной таблицей омыления для часто используемых жиров и масел. Мы остановимся на жирах животного происхождения.

Первый показатель в таблице — коэффициент NaOH для приготовления твердого мыла, второй (применяется едкое кали КОН или каустический поташ) — для жидкого.

Это только часть таблицы, полную ее версию можно узнать из калькулятора.

Определяем сколько нужно щелочи для приготовления мыла. Для этого умножаем показатель из таблицы и массу жира. Для мыла из смеси жиров делаем расчет для каждого, затем складываем. Количество воды для варки действует как растворитель.

Помните: нельзя разводить щелочь с водой менее чем 1:1. Масса воды должна быть равна или больше массы щелочи.

Сложно на глаз определить, в каком количестве нужен тот или иной компонент, особенно если речь идет о свойствах сопутствующих растительных жиров. Лучше использовать мыльный калькулятор //mama-mila.ru/page/calc, в котором при распечатке рецепта будут указаны все составляющие в количественном и процентном соотношении. Как им пользоваться расскажет видео под статьей.

Теперь можно приступать к самому процессу мыловарения.

Полезный жировой состав

Натуральный продукт — веяние современной моды. Мыло из жира имеет особые свойства, которые благотворно влияют на состояние кожи человека. Кожа после их использования становится нежной и мягкой. Такое средство питает ее, выравнивает тон. Главным условием является использование только качественного жирового продукта.

Наряду с прекрасными косметическими свойствами, животные жиры обладают рядом полезных качеств:

1. Заживляющим действием.
2. Жир — прекрасный восстановитель обменных процессов в организме.
3. Богат витаминами А, D, С, Е, минералами.

Мыло из свиного жира питает кожу, насыщает ее минералами и витаминами. Богатый линолевой, стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислотами, свиной жир помогает в удалении пигментных пятен. Лечит ожоги, экземы, язвы. Прекрасно подходит для усталой, не ровной кожи, тем, у кого наблюдается угревое высыпание. Хорошо пенится.

Говяжий жир в основе мыла подходит для лечения псориаза, сухости кожи, после ее обветривания. Увлажняет и заживляет кожу, очищает от угревой сыпи и акне. Мыло, приготовленное из говяжьего жира, хорошо пенится.

Гусиный жир отличный иммуностимулятор, усиливающий заживляющие процессы на коже, используется в согревающих компрессах для лечения легочных заболеваний, очищает кожу. Богат витаминами и микроэлементами: фтором, йодом, железом, селеном. считается лучшим средством для омоложения кожи и избавления от морщинок.

Овечий жир в мыле бережно увлажняет кожу, улучшает тон кожи лица, нежно ухаживает за кожными покровами.

Чтобы устранить специфический запах жира рекомендуется использовать отдушки типа духов или отвара душистых трав, эфирные масла.

Норковый жир помогает активизировать восстановление клеток эпидермиса, что способствует уменьшению морщин. Помогает заживлять раны, устранять высыпания различного происхождения. Сегодня — это лидер по использованию к косметологической индустрии, а также в фармацевтике.

Барсучий и медвежий жиры помогают при ожогах, укусах, обморожениях, обветриваниях. Лечат суставные недуги — радикулиты, остеохондрозы, артриты, ревматизм, суставные боли. Помогают компрессы при трофических язвах, экземах, гнойничковых высыпаниях, кожном аллергическом зуде. Омолаживают кожу, делая ее упругой и нежной. Прекрасная защита во время морозов.

Варим мыло правильно

Мыло с жировой основой считается качественным, если в нем сбалансированы не только жиры, но и масла, ароматизаторы и полезные составляющие. Подобрав правильно жир и сопутствующие масла к нему можно влиять на такие показатели как:

• пенообразование;
• влияние на кожу (будет увлажнять или питать);
• твердость мыла;
• срок годности.

Предлагаем базовый рецепт, формированный на основе данных калькулятора:

• процент воды к маслу:33%
• свободных жиров:7%
• оливковое масло — 175 г. 15%
• пальмовое масло — 250 г. 21%
• говяжий жир — 150 г. 13%
• кокосовое масло — 325 г. 28%
• миндаля сладкого масло — 275 г. 23%
• щелочь NaOH — 165.86 г.
• вода — 387.75 г.

Вес мыла: 1728,61 грамм.

Приготовление:

1. Вначале позаботимся о мерах предосторожности: наденем перчатки, фартук, защитные очки. Выбирать емкости для меры компонентов нужно те, которые не будут использоваться для употребления продуктов питания. Приготовить мерочную тару и весы.
2. В нужное количество холодной воды добавить небольшими порциями щелочь, помешивая. Эта последовательность обязательна в целях безопасности.
3. Соединить жир (предварительно его расплавить на водяной бане) и масла в нужных количествах.
4. Щелочь и масла (40 градусов) соединить и смешать блендером (использованную насадку не использовать для хозяйственных нужд!)
5. Блендером несколько минут до появления белого цвета смешиваем состав.
6. Можно добавить любимый ароматизатор (несколько капель).
7. В подготовленные формы вылить жидкий состав мыла.
8. Оставить на 12 часов до затвердевания.
9. Готовое мыло выложить из форм и оставить в сухом месте на 10-15 дней. Мыло готово к употреблению.

Совет: чтобы мыло хорошо освобождалось, лучше использовать силиконовую форму или заранее положить в форму полиэтиленовую тонкую пленку.