Как составить формулу мыла

В 1808 во Франции была установлена химическая формула мыла, и там же во Франции впервые началось промышленное производство этого товара. Сейчас в мире выпускаются тысячи сортов мыла.. .

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

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

:<brclear=”>

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

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

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

Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов:

Получение натриевых солей:

СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.

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

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

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

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

Большинство мыловаров начинают свой путь в изготовлении мыла с так называемой «основы». Это невероятно увлекательный процесс, можно делать яркие красивые мыльца даже с детьми. Но часто в процессе работы с мыльной основой возникает вопрос «Как сделать мыло натуральным, полезным для кожи?». Мыло из основы — прежде всего сувенирное мыло. Безусловно, оно меньше сушит кожу, обладает более мягким составом, нежели промышленное мыло, но все же назвать его натуральным, увы, нельзя. Для того, чтобы сделать 100% натуральное мыло, нужно варить его «с нуля». Мыло «с нуля» или как его часто называют «нулевка» — это мыло из масел, щелочи и воды. Приступая к нулевому мылу, необходимо ознакомиться с техникой безопасности, и в дальнейшем четко соблюдать ее. 
В этом мастер-классе мы расскажем, как сделать мыло «с нуля» новичку. На наш взгляд, этот рецепт идеально подходит для тех, кто находится в начале своего мыловаренного пути. Также это хороший базовый рецепт для продвинутых мыловаров — его можно обогатить полезными добавками или сделать красивые свирлы. 

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

Химическая основа мыла

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

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

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

• вода;
• олеиновая кислота;
• нафтеновые кислоты;
• стеариновая;
• пальмитиновая;
• канифоль;
• гидроксид натрия или калия.

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

Если говорить об обычном хозяйственном продукте, используемом для стирки белья, то формула мыла будет выглядеть примерно так: C₁₇H₃₅-COONa. В его состав входит:

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

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

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

Формула жидкого мыла

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

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

Основные характеристики таких продуктов:

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

Твердое мыло

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

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

Классификация

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

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

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

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

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

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

Производство в промышленности

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

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

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

История мыловарения

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

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

Изготовление своими руками

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

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

Технология мыловарения в домашних условиях

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

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

Формула мыла

Определение и формула мыла

Мыла получаются при гидролизе жиров в присутствии щелочей (рис. 1). Отсюда реакция, обратная этерификации, получила названии реакции омыления.

Рис. 1. Формула мыла (схема).

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.

Примеры решения задач

Задание	Титан и сера соединяются в массовом отношении 3:4. Найдите простейшую формулу этого соединения.
Решение	Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

Найдем молярные массы титана и серы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(Ti) = 48 г/моль, а М(S) = 32 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n (Ti) = m (Ti) / M (Ti);

n (Ti) = 3 / 48 = 0,0625моль

n (S) = 4 / 32 = 0,125 моль

Найдем мольное отношение:

n(Ti) :n(S) = 0,0625 : 0,125 = 1 :2,

т.е. формула соединения титана с серой имеет вид TiS₂.

Ответ TiS₂

Задание	Массовые отношения мышьяка и кислорода представлены как 25:8. Выведите простейшую формулу соединения.
Решение	Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу:

Найдем молярные массы мышьяка и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(As) = 75 г/моль, а М(O) = 32 г/моль.

Тогда, количество вещества этих элементов равно:

n (As) = m (As) / M (As);

n (As) = 25 / 75 = 0,33 моль

n (O) = 8 / 32 = 0,25 моль

Найдем мольное отношение:

n(As) :n(O) = 0,33 : 0,25 = 1 : 1,32 = 2 : 3,

т.е. формула соединения мышьяка с кислородом имеет вид As₂O₃.

Источник

Мыла: классификация, получение, свойства

С химической точки зрения мыла представляют собой со­ли выс­ших жир­ных (C8–C18), нафтеновых или смоляных кислот.

В бы­товом смысле — это технические продукты, обладающие моющим действием.

Классификация мыла

Существует несколько классификаций мыл.

По растворимости мыла делят на:

• Растворимые щелочные мыла — калиевые, натриевые, аммониевые соли жирных кислот. В зависимости от природы катиона мыла растворимость в воде увеличивается в ряду: Li + — Na + — K + — NH₄ +
• нерастворимые металлические мыла — соли поливалентных металлов (Ca, Mg, Ni, Mn, Al, Co, Pb).

По консистенции:

• Жидкие мыла – соли калия, аммония
• Твердые мыла – соли натрия, лития, поливалентных металлов

По назначе­нию:

По спо­со­бу по­лу­че­ния:

Химические способы получения мыла

Производство мыла (мыловарение) довольно длительный и сложный процесс, состоящий из нескольких стадий.

Если рассматривать только химические реакции, лежащие в основе получения мыла, то как уже было рассмотрено мыла можно получить при щелочном гидролизе жиров, при этом образуются глицерин и соли высших карбоновых кислот – мыла. Кроме этого мыла получаются при нейтрализации высших карбоновых кислот гидроксидом натрия или калия или углекислым натрием:

• Омыление триглицеридов гидроксидами натрия или калия

• Нейтрализация высших карбоновых кислот гидроксидом натрия (каустической содой) или гидроксидом калия

Твердые мыла получают при растворении высших карбоновых кислот в водном растворе гидроксида натрия, жидкие мыла — при растворении высших карбоновых кислот в водном растворе гидроксида калия.

• Нейтрализация высших карбоновых кислот углекислым натрием (кальцинированной содой):

Промышленное получение мыла (варка мыла)

Для производства мыла в промышленности используют как синтетические жирные (высшие) кислоты, так и животные жиры, растительные масла, канифоль.

Для получения хозяйственных мыл применяют саломас с температурой плавления 46–60°С, для туалетного мыла — с температурой плавления 39–43°С.

Салома́с — это твёрдый жир, получаемый в промышленности путём гидрогенизации жидких жиров, в основном растительных масел.

Все жиры, используемые при варке мыла, не должны содержать воду и механические примеси.

Жидкие растительные масла применяют в мыловарении всех видов жидких хозяйственных и туалетных мыл. Наиболее ценным из является хлопковое масло, содержащее до 30 % насыщенных высших кислот, в основном пальмитиновой. Также используют и другие масла, такие как подсолнечное, соевое, кокосовое, пальмовое.

Введение небольших количеств жидких растительных масел в рецептуру хозяйственных мыл способствует снижению температуры их застывания.

Внесение 10–15 % канифоли увеличивает растворимость и пластичность мыла.

Основные стадии варки мыла

В промышленности мыла получают в две стадии – первая стадия химическая, вторая — механическая:

• Химическая стадия – варка мыла. Вначале проводят карбонатное омыление, при котором нейтрализуется около 70 % свободных жирных кислот. Затем проводят каустическое доомыление – нейтрализация оставшихся кислот гидроксидом натрия.

• Механическая стадия – охлаждение, сушка, шлифовка, отделка и упаковка готового продукта

Способы варки мыла

Варку мыла (химическая стадия) можно осуществить прямым и косвенным способом.

Для варки мыла прямым способом исходная жировая смесь должна быть хорошо очищена. Этим способом проводят нейтрализацию жировой смеси растворами содопродуктов и получают мыльный клей, содержащий 67–70 % жирных кислот. Далее его подвергают механической очистке — охлаждению, сушке, шлифовке, отделке. Прямой способ используется при варке хозяйственного мыла.

При варке мыла косвенным способом полученный прямым способом мыльный клей, подвергают дальнейшей обработке растворами электролитов, т.е. проводят высаливание. При этом происходит разделение мыльной массы на фазы: ядро и подмыльный щелок или ядро, подмыльный клей, подмыльный щелок. Полученное мыльное ядро в этом случае содержит 60–63 % жирных кислот. Далее полученное мыльное ядро обрабатывают подобно мылу, сваренному прямым способом. В качестве электролитов используют NaCl, NaOH. Косвенный способ применим для варки мыла из неочищенного жирового сырья. Варка мыла косвенным способом позволяет получить мыло высокой степени чистоты.

Жидкое мыло готовят из растительных масел, канифоли, таллового масли и др. прямым или косвенным способом. В качестве основания применяют соединения калия (KOH, K₂CO₃).

Если при варке мыла использовалось сырье из животных или растительных жиров, то после отделения ядра выделяют образующийся побочный продукт – глицерин. Глицерин широко применяют в различных отраслях производства.

Кратко схему производства мыла можно представить следующим образом:

Моющие свойства мыла

Итак, мыла – соли высших жирных кислот – состоят из аниона жирной кислоты и катиона металла (чаще всего натрия или калия).

В вод­ных рас­тво­рах ще­лоч­ные мыла подвергаются гидролизу, т.к. образованы сла­быми ки­слотами и силь­ными ос­но­ва­ниями. Их рас­тво­ры име­ют ще­лоч­ную ре­ак­цию (рН>7). В сильно раз­бав­лен­ных рас­тво­рах мыла пол­но­стью дис­со­ции­ру­ют на ио­ны:

Спо­соб­ность мыла пе­нить­ся, от­мы­вать за­гряз­не­ния связана с образованием ми­целл и вы­со­кой по­верх­но­ст­ной ак­тив­ности. Во­до­рас­тво­ри­мые щелочные мыла являются ани­он­ными по­верх­но­ст­но-ак­тив­ными ве­ще­ст­вами.

Углеводородный остаток жирной кислоты является гидрофобной частью мыла, кабоксильный ион – гидрофильной частью.

Этапы растворения грязи под действием мыла:

• При соприкосновении мыла с грязью, гидрофобная часть мыла окружает гидрофобное загрязняющее вещество и проникает внутрь, а поверхность загрязнения покрывается оболочкой гидрофильных групп.
• Гидрофильная часть мыла взаимодействуют с полярными молекулами воды.
• Ионы мыла «захватывают» загрязнение и отрываются от поверхности, переходя в воду.
• Плавающие частицы удерживаются в растворе до его смены.

В домашних условиях тоже можно приготовить мыло. Имея под рукой необходимые ингредиенты, самостоятельное производство мыла не составит большого труда.

Источник

Что такое мыла и как их получают? Какова химическая формула мыла?

Содержание:

Мыло – это вещество, которое используется в качестве косметического средства или средства бытовой химии. Это жидкий или твердый продукт, который содержит поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества снижают поверхностное натяжение и увеличивают смачивающую способность воды.

История открытия мыла

Впервые о мыле в Древнем Риме в 77 г. н.э. говорил Плиний Старший. В Русь из Византийской империи пришло не только православие, но и мыло. Особенно поддерживал мыловарение Петр I.

Формула мыла в химии была определена Мишелем Эжен Шеврёль в XIX веке. Ученый установил, что мыло — это смесь натриевых солей жирных кислот. В нашей столице первое производство мыла было открыто во второй половине XIX века. Мыло стоило одну копейку, поэтому его могли покупать даже бедные люди.

Химическая формула мыла

Например, формула твердого мыла C₁₇H₃₅COONa, а жидкого – C₁₇H₃₅COOК. В состав мыла также входят красящие вещества и ароматизаторы.

Особенные свойства мыла

Мыло формирует пену благодаря образованию мицелл и высокой поверхностной активности. Остаток кислоты – гидрофобная часть очищающего средства, карбоксильный ион – гидрофильная.

Грязь растворяется в несколько этапов:

• Гидрофобная часть мыла связывается с гидрофобной частью грязи, которая обволакивается слоем гидрофильных групп.
• Гидрофильная часть мыла реагирует с водой.
• Ионы мыла притягивают грязь, которая с потоком воды удаляется с поверхности.

Классификация мыла

I. По особенностям реагирования с водой:

• растворимые щелочные – калиевые, натриевые и аммониевые соли высших карбоновых кислот;
• нерастворимые металлические – соли других металлов.

II. По агрегатному состоянию:

• жидкие – соли калия, аммония;
• твердые – соли натрия, лития и других металлов.

III. По сферам применения:

• хозяйственные (применяются для стирки вещей);
• медицинские (содержат дезинфицирующие средства);
• туалетные (используются для мытья тела) и др.

Способы получения мыла

Процесс изготовления мыла

Очищающее средство в промышленных условиях синтезируют в результате двух стадий.

• Химическая стадия. Она включает в себя карбонатное омыление, где нейтрализуется около 70 % кислот. Остальная часть кислот нейтрализуются гидроксидом натрия.
• Механическая стадия. Охлаждение, сушение, шлифование, отделка и упаковка готового материала.

Мыло можно сварить двумя способами.

1. Прямой способ. В данном случае применяется только хорошо очищенная жировая смесь. В результате образуется мыльный клей, на 67-70% состоящий из жирных кислот. Прямой способ актуален в производстве хозяйственного мыла.
2. Косвенный способ. Мыльный клей высаливают, т.е. обрабатывают электролитами. Мыльную массу затем разделяют на несколько фаз: ядро, подмыльный клей, подмыльный щелок. Мыльное ядро примерно на 65 % состоит из высших карбоновых кислот. Потом ядро обрабатывают как очищающее средство, полученное прямым способом. Косвенный способ актуален для изготовления декоративные мыла.

Как ПАВ влияют на природу

Водоемы могут самоочищаться, что достигается разбавлением, оседанием частичек на дно и созданием отложений, разложением органики до аммиака и солей аммония при помощи микробов. Устранить негативные последствия действия ПАВ сложно, ведь ПАВ в водоемах присутствуют в виде гомологов и изомеров. Если концентрация ПАВ в смеси близка к критической, то вредные свойства всех веществ в смеси суммируются.

ПАВ можно классифицировать на две группы:

• быстро разрушающиеся;
• практически неразрушающиеся и накапливающиеся в опасных концентрациях.

ПАВ опасны для природы, т. к. они понижают поверхностное натяжение. Если в водоемах поверхностное натяжение изменяется, то концентрация кислорода в воде снижается. Это приводит к развитию биомассы водных растений и гибели водных животных. Но ПАВ могут быть не только вредными, но и безопасными. Некоторые ПАВ распадаются на углеводы.

В организм человека или животного ПАВ попадают с пищей, водой и через кожу. ПАВ могут вызывать аллергию, которые иногда сопровождаются осложнениями.

Источник