Общая формула мыла

Общая формула мыла

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:

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.

Мы́ло — твёрдый или жидкий продукт, содержащий поверхностно-активные вещества, в соединении с водой, используемый как косметическое средство — для очищения кожи и ухода за ней (туалетное мыло), либо как средство бытовой химии — в качестве моющего средства (хозяйственное мыло).

Основными компонентами мыла являются растворимые соли предельных (насыщенных) жирных кислот, например стеарат натрия. Иногда в мыло добавляют различные масла и глицерин для придания определённой консистенции, цвета, густоты и качеств.

Не следует путать с мыльными продуктами и синтетическими моющими средствами, которые изготавливаются на основе синтетических поверхностно-активных веществ, которые могут производиться из растительных жиров (лаурилсульфат натрия) или из продуктов химической переработки нефти — алкилбензосульфонат и т. п.

Содержание

История [ править | править код ]

Мыло начали изготавливать ещё в древних цивилизациях, таких как Шумер и Вавилон (около 2800 года до н. э.). Описание технологии производства мыла было найдено в Месопотамии на глиняных табличках, относящихся примерно к 2200 году до н. э. [ источник не указан 849 дней ]

Древние египтяне для гигиены использовали соду. Также папирус Эберса (1550 год до н. э.) упоминает некую мылоподобную субстанцию из животных (гусь) и растительных жиров с добавлением свинца (экстракт галенита) или карбоната натрия (извлекаемого из Нила) [1] .

Широко применяли подобные моющие средства и в Древнем Риме, где впервые встречается упоминание мыла (лат. sapo , затем перешедшее во многие романские языки) у Плиния Старшего в «Естественной истории». В древнерусской литературе мыло упомянуто в Домострое (XVI век).

Доказано, что масла биологического происхождения хорошо снимают загрязнения с поверхности кожи. Это легко заметить при употреблении жирной пищи руками, например, жареного на костре мяса. В то время как в южных широтах для мытья проще было использовать растительное масло, в северных это могло быть затруднительным ввиду дороговизны сырья. А топлёный животный жир получать в условиях севера ощутимо легче. Учитывая, что для топления зачастую использовали открытый огонь, смешение топлёного жира с золой или песком было вопросом времени. В дальнейшем необходимо было лишь подобрать оптимальный состав жиров для получения однородной смеси.

Читайте также:  Можно ли покрасить канекалон

В 1808 году французский химик Мишель Эжен Шеврёль (1786−1889) по просьбе владельцев текстильной фабрики установил состав мыла. В результате анализа оказалось, что мыло — это смесь натриевых солей высших жирных (карбоновых) кислот.

В Европе и США непрерывный процесс мыловарения был отработан в конце 1930-х годов вместе с непрерывным процессом гидролиза (расщепления) жиров водой и паром высокого давления в мыловаренных башнях.

Состав [ править | править код ]

В химическом отношении основным компонентом твёрдого мыла является смесь растворимых солей высших жирных кислот. Обычно это натриевые, реже — калиевые и аммониевые соли таких кислот, как стеариновая, пальмитиновая, миристиновая, лауриновая и олеиновая [2] .

Один из вариантов химического состава твёрдого мыла — C17H35COONa (жидкого — C17H35COOK).

Дополнительно в составе мыла могут быть и другие вещества, обладающие моющим действием, а также ароматизаторы, красители и порошки.

Технология изготовления [ править | править код ]

Получение мыла основано на реакции омыления — гидролиза сложных эфиров жирных кислот (в частности, жиров) со щелочами, в результате которого образуются соли щелочных металлов и спирты.

В специальных ёмкостях (варочных котлах) нагретые жиры омыляют едкой щёлочью (обычно гидроксидом натрия). 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 % [2] . 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 [3] .

При использовании в качестве щёлочи каустической или кальцинированной соды получают твёрдое натриевое мыло. Мягкое или даже жидкое калиевое мыло образуется, когда применяется гидроксид калия.

Виды твёрдого мыла [ править | править код ]

Хозяйственное мыло [ править | править код ]

При охлаждении натриевого мыла получается хозяйственное мыло. Твёрдое мыло содержит 40−72 % основного вещества, 0,1−0,2 % свободной щёлочи, 1−2 % свободных карбонатов Na или К, 0,5−1,5 % нерастворимого в воде остатка.

В качестве загустителя [ править | править код ]

В технике широко применяется кальциевое и литиевое мыло, в качестве загустителя смазок. Так, широко известная смазка солидол представляет собой нефтяное масло, загущенное кальциевым мылом, а литол — такое же масло, загущенное литиевым мылом (литиевая соль стеариновой кислоты).

Мыло ручной работы [ править | править код ]

Мыло возможно производить вручную несколькими способами. При этом в него могут добавляться эфирные масла, тёртые орехи, молотый кофе, кокосовое масло и т. п., отдушки и ароматизаторы.

Один из способов — перетирание и расплавление уже готового мыла (например, детского). Кусок мыла измельчают на тёрке или ножом, разбавляют водой или иной желаемой жидкостью (например, отвары трав), затем вся масса растапливается на водяной бане. Когда масса становится однородной, её снимают с огня и добавляют эфирные масла и другие ингредиенты по желанию. Трудность этого способа состоит в том, что готовое мыло, используемое мыловаром, довольно тугоплавко и процесс его переваривания долгий. Этот способ используется новичками в мыловарении, поскольку не требует значительных финансовых затрат.

Мыло ручной работы может быть также сделано из специальной мыльной основы, продающейся в специализированных магазинах. Основа также может быть растоплена на водяной бане или в микроволновой печи. В отличие от мыла, полученного промышленным путём, мыло ручной работы хуже мылится, поскольку входящие в состав мыльной основы ингредиенты более щадящие и мягкие. По той же причине оно быстрее истрачивается, чем аналогичного веса промышленное мыло.

Мыло, произведённое из непосредственно щёлочи и жиров вручную, требует от мыловара соблюдения техники безопасности при работе с щёлочью. С другой стороны, полный контроль за процессом создания мыла позволяет мыловару создать именно тот продукт, который ему нужен. Для изготовления твердого мыла используется щелочь NаOH (гидроксид натрия), жирные масла и вода. Чтобы мыло получилось достаточно твердым, с хорошей пеной и не сушило кожу, необходимо правильно подобрать масла и тщательно рассчитать, сколько щелочи и воды потребуется для омыления выбранного количества масел, для этого используется мыльный калькулятор [4] . В составе мыла должны присутствовать:

  • масла, которые делают мыло твердым (например, пальмовое масло, какао, кокосовое, оливковое, ши, купуасу, мурумуру и т. п.) — до 65 %;
  • пенообразующие и пеностабилизирующие масла (кокосовое, бабассу, пальмоядровое, касторовое (касторовое масло не является пенообразующим, а только пеностабилизирующим)) — до 35 %,
  • масла, ухаживающие за кожей, которые обеспечивают мылу хорошие кондиционирующие свойства, смягчают его действие на кожу — до 25 % (например, авокадо, миндальное, манго, макадамии, виноградной косточки и др.).
  • Мыло сваренное на 90-100% из кокосового масла при условии полного омыления обладает очень высокими показателями моющих свойств, не высаливается, потому мылится с солёной воде.
Читайте также:  К чему снится бывший по дням недели

Древний способ — варка мыла из подручных материалов (используется пепел несмолистых пород деревьев, животный жир), смесь из которых проваривается на открытом огне.

Повторное использование обмылков [ править | править код ]

В Камбодже распространена практика изготовления мыла из обмылков. Американский студент Самир Лакхани (Samir Lakhani) организовал производство доступного по цене мыла из остатков мыла в крупных отелях. Организованная им компания Eco-Soap Bank на 2016 год собирает обмылки в 170 отелях и перерабатывает их, снабжая дешёвым мылом более 600 тыс. сельских жителей, не имевших до того возможности покупать мыло [5] .

Жидкое мыло [ править | править код ]

По консистенции является вязкой жидкостью. По химическому составу большинство сортов жидкого мыла заметно отличаются от твёрдого мыла и ближе к шампуням, в частности, включают синтетические ПАВ, а также смягчающие кожу средства и отдушки. Жидкое мыло используется в качестве моющего средства, для мытья рук, как гель для ухода за телом и антибактериальное средство.

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:

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?

Читайте также:  Цена крема эмла для эпиляции

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.
Ссылка на основную публикацию
Ножи схемы чертежи
Самый лучшим ножом для Вас станет нож сделанный самостоятельно! Для всех кто хочет сделать нож здесь подобраны чертежи ножей, которые...
Мыть волосы водой без шампуня
25 февраля 2014 Текст: Юлия Верби Приходил ли вам когда-нибудь в голову вопрос: что будет, если перестать мыть голову? Не...
Мятный френч на ногтях фото
Придумать более свежий и вдохновляющий оттенок, нежели мятный цвет на ногтях довольно сложно. От самого нежного мятного до сочного и...
Ножки женщины 40 лет
Предлагаем разнообразить свой день фотографиями девушек с красивыми ногами, которые ждут вас в этой подборке. Героини этих фото прекрасно знают...
Adblock detector