Химия мыла

Опубликовано admin 06.04.2009 в категории Химия |

1. Получение мыла.
2. Свойства мыла.
2.1. Горение мыла.
2.2. Взаимодействие мыла с кислотами и солями.

1. ПОЛУЧЕНИЕ МЫЛА

Согласно греческой мифологии, у бога врачевания Асклепия
были дочери Гигея и Панацея. Панацея «ведала» исцелением,
а Гигея — здоровьем. От имени Гигея произошло слово
«гигиена». Гигиенические воззрения греков и римлян составили
основу античного культа тела. Римские бани — термы —
были не только местом, где можно помыться, но и средоточием
общественной жизни: «В общественных банях он бывал
редко: разве что появится вызывающий восхищение ритор, о
котором идет молва, или когда происходили особенно интересные
состязания» [1].

О гигиене в средневековой Европе единого мнения нет.
Одни полагают, и это всячески обыграно в многочисленных
книгах и фильмах, что люди в то время мылись крайне редко:
«Свадьба состоится через три недели, какой резон мыться раньше?
В мое время девушки не стремились лишний раз раздеться
под предлогом смывания грязи. Частое мытье — грех перед
Господом» [2].

Другие опровергают это: «Крис считал, что средневековые
люди были грязными и вонючими, облепленными многолетней
грязью. Но все обстояло не так: эти люди, казалось,
делали фетиш из чистоты. Рядом находилась лохань с испускавшей
нар водой и лежала скроенная из грубой ткани рукавица
для мытья. Крис принялся усердно скрести себя. Нако

нец он объявил, что закончил. Но мальчик возразил: «Мастер
Кристофер, вы еще не чисты». Мальчик тер его тряпичной
мочалкой. Это продолжалось не менее часа» [3].

Люди давно поняли, как важна гигиена для здоровья:
«умываясь, он вспоминал, как она заставляла тщательно мыться
с мылом, говорила, что это убережет от вшей и чирьев» [4].
Моющие средства, среди которых важное место занимает мыло,
облегчают процесс мытья, стирки и, бесспорно, стали предметом
первой необходимости. В годы войн, разрухи и лихолетья
мыло, наряду с продуктами питания, относилось к категории
строго нормируемых, жизненно необходимых товаров.

Писатель-фантаст Кир Булычев, повествуя о путешествии
в мир древнегреческого мифа, приводит любопытный
диалог: «Не знаю, какие сумочки носили гречанки, но мне сумка
нужна. Я положу лишь то, что кладут все женщины мира:
зеркало, гребень, мыло… — Никакого мыла! Оно еще не изобретено!
» [5]. Однако это заблуждение: в те легендарные времена
уже пользовались мылом. Описываемые события автор
относит к VI в. до н. э., а мыло как обыденная вещь уже упоминается
в тексте VII в. до н. э. («умылся мылом и много
употребил на себя щелоку…»).

Что же такое мыло? Мылом называют соли щелочных
металлов и высших жирных кислот, преимущественно стеариновой,
пальмитиновой и олеиновой. Традиционное мыло
получали расщеплением жиров щелочами, т. с. для получения
мыла нужны жиры и щелочи -вещества, известные с
древнейших времен.

«Сварить» мыло, в принципе, можно из любого природного
жира. Можно обойтись без едкого натра или кали, заменив
их содой (поташом), а то и растительной золой, но качество
продукта и условия проведения процесса при этом, разумеется,
будут существенно отличаться. Избежать осложнения
можно, придерживаясь такой методики.

В керамическом или стальном сосуде расплавьте 70 грамм  говяжьего
и 30 грамм свиного жира, при перемешивании порциями
добавьте раствор 25 г едкого натра и 30 мл воды и грейте
смесь 30 мин на кипящей водяной бане, добавляя по мере
испарения воду:

Добавьте 100 мл 20%-ного раствора хлорида натрия и,
нагревая смесь, добейтесь разделения фаз. Снимите затвердевший
при охлаждении слой мыла и осторожно промойте
небольшим количеством холодной воды; завернув в ткань,
отожмите, тщательно размните и, подогрев, придайте желаемую
форму. Из-за остатков щелочи использовать полученпый
продукт п быту нельзя, но для изучения химических
свойств мыла он пригоден.

2. СВОЙСТВА МЫЛА

2.1. Горение мыла

При горении мыла образуются углекислый газ, вода и
минеральная соль, которая затрудняет дальнейший ход процесса.
Например, полное окисление стеарата натрия протекает
следующим образом:

2C7H5COONa + 52О2 -> 35СО2 + 35Н2О + Na2CO3.
Однако в реальных условиях не весь содержащийся в
мыле углерод успевает прореагировать с кислородом и наблюдается
выделение углерода в виде сажи.
Как соль, образованная слабой кислотой t сильным основанием,
мыло подвергается гидролизу, и его раствор имеет
щелочную реакцию. Оно также вступает в реакцию обмена.

2.2. Взаимодействие мыла с кислотами и солями

Если к раствору мыла в дистиллированной воде добавить
несколько капель серной или соляной кислоты, а затем раствора
медного калия или железного купороса, то наблюдается выпадение
осадков малорастворимой в воде кислоты или соли:

RCOONa + HCl -> RCOOHi + NaCl;

2RCOONa + CuSO4 -» (RCOO)2Cul + Na2SO4.

Соли высших жирных кислот, кроме солей калия, на

трия и аммония, практически нерастворимы в воде, и мыло
плохо мылится в воде, содержащей большое количество солей
кальция или магния, — образующиеся в результате обменных
реакций соли выпадают в осадок. Поэтому гидроксид
кальция для получения мыла не используют: «Обработка
жира известью дает нерастворимое и, следовательно, бесполезное
мыло, тогда как при обработке содой получилось
бы растворимое мыло, которое могло пригодиться колонистам
в быту» [6, стр. 152].

Помимо мыла для мытья и стирки можно использовать
множество синтетических веществ либо даров природы:
«Пусть принесет в умывальню побольше мыла, хвоща, поташа,
кипрского корня, диких бобов, отвара лотоса и вообще
всяких моющих средств…» [7]. Мытье (стирка) — совокупность
сложных взаимосвязанных и взаимообусловленных
физико-химических процессов, сводящихся в конечном счете
к распределению загрязнений в моющей среде. Не вдаваясь в
подробности, рассмотрим действие мыла.

Моющий эффект обусловлен процессами, происходящими
на поверхности раствора, где в связи со спецификой строения
сосредоточены молекулы мыла (такие вещества называются
поверхностно-активными — ПАВ).

В воде растворимые соли мыла диссоциируют на ионы:

RCOONa + HCl & RCOO” + Na
Анион состоит из протяженного гидрофобного («не любящего
воду») углеводородного фрагмента — «хвоста» -R и
гидрофильной («любящей воду») «головы» -СОО~. Наличие
«не любящего воду» фрагмента приводит к тому, что в
растворах мыло существуют в виде макромолекулярных образований
— мицелл — совокупности анионов, ориентированных
гидрофобными «хвостами» внутрь, а заряженными «головами
» наружу, где формируется слой из полярных молекул
воды — растворителя. Увидеть мицеллы без специальной аппаратуры
нельзя, но, проделав несложный опыт, можно косвенно
убедиться в их существовании.
Алхимический принцип «подобное растворяется в подобном
» лежит в основе действия моющих средств. Мыло
способствует смачиванию поверхности и проникновению моющей
среды между загрязнителем и загрязненным телом.
«Подобное в подобном» — у гидрофобной поверхности загрязнителя
находятся гидрофобные «хвосты» мыла. Вокруг
гидрофильных «голов» формируется внешний слой из молекул
воды — происходит то же, что и при растворении мыла.
Образовавшиеся мицеллы достаточно прочны, чтобы обеспечить
дробление загрязнителя, отрыв его частиц от загрязненного
тела и переход в объем моющей среды.
Итак, эффективность действия моющих средств зависит
от ряда факторов, а именно от способности:
переносить грязевые частицы (от электростатических взаимодействий
между частицами загрязнения и пеной);
дробить загрязнения и равномерно распределять их в
объеме моющей среды (от эмульгирующей способности);
смачивать тела (способствовать проникновению моющей
среды между частицами загрязнителя и загрязненного тела).
В реферате использованы факты и примеры из следующих
художественных произведений: Г. Сенкевич «Камо грядеши
» [1], А. Белянин «Рыжий рыцарь» [2], М. Крайтон «Стрела
времени» [3], К. Фоллет «Столпы земли» [4], К. Булычев
«Покушение на Тесея» [5], Ж. Берн «Таинственный остров»
[61, В. Нефф «Перстень Борджа» [7].