La structure du savon (chimie du savon)

Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras supérieurs (schéma 1), qui s'hydrolysent dans une solution aqueuse pour former un acide et un alcali.

Formule générale du savon solide :

Les sels formés de bases alcalines fortes et d'acides carboxyliques faibles subissent une hydrolyse :

L'alcali obtenu émulsionne, décompose partiellement les graisses et libère ainsi les saletés collées au tissu. Les acides carboxyliques forment de la mousse avec l'eau, qui capte les particules de saleté. Les sels de potassium sont plus solubles dans l’eau que les sels de sodium et ont donc des propriétés nettoyantes plus fortes.

La partie hydrophobe du savon pénètre dans le contaminant hydrophobe, ce qui fait que la surface de chaque particule de contaminant est entourée d'une coque de groupes hydrophiles. Ils interagissent avec les molécules d'eau polaires. De ce fait, les ions du détergent, ainsi que la contamination, se détachent de la surface du tissu et passent dans le milieu aqueux. C'est ainsi que la surface contaminée est nettoyée avec un détergent.

La production de savon comprend deux étapes : chimique et mécanique. Lors de la première étape (cuisson du savon), on obtient une solution aqueuse de sels de sodium (moins souvent de potassium), d'acides gras ou de leurs substituts.

Production d'acides carboxyliques supérieurs lors du craquage et de l'oxydation des produits pétroliers :

Préparation de sels de sodium :

СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.

La cuisson du savon est complétée en traitant la solution savonneuse (colle savonneuse) avec un excès de solution d'alcali ou de chlorure de sodium. En conséquence, une couche concentrée de savon, appelée noyau, flotte à la surface de la solution. Le savon obtenu est appelé savon sain et le processus de séparation de la solution est appelé salage ou relargage.

Le traitement mécanique comprend le refroidissement et le séchage, le broyage, la finition et le conditionnement des produits finis.

Grâce au processus de fabrication du savon, nous obtenons une grande variété de produits avec lesquels vous pourrez vous familiariser.

La production du savon à lessive s'achève au stade du relargage, au cours duquel le savon est nettoyé des protéines, des colorants et des impuretés mécaniques. La production de savon de toilette passe par toutes les étapes de traitement mécanique. Le plus important d’entre eux est le broyage, c’est-à-dire transférer du savon sain dans une solution en la faisant bouillir avec de l'eau chaude et en la relargant. Dans ce cas, le savon s'avère particulièrement propre et léger.

Les lessives en poudre peuvent :

• * irriter les voies respiratoires ;
• * stimuler la pénétration de substances toxiques dans la peau ;
• * provoquer des allergies et des dermatites cutanées.

Dans tous ces cas, il faut passer au savon dont le seul inconvénient est qu'il assèche la peau.

Si le savon a été fabriqué à partir de graisses animales ou végétales, alors la glycérine formée lors de la saponification est séparée de la solution après séparation du noyau, qui est largement utilisé : dans la production d'explosifs et de résines polymères, comme assouplissant pour tissus et cuirs, dans la fabrication de parfums, cosmétiques et préparations médicales, dans la production de produits de confiserie.

Dans la production de savon, on utilise des acides naphténiques, libérés lors de la purification des produits pétroliers (essence, kérosène). A cet effet, les produits pétroliers sont traités avec une solution d'hydroxyde de sodium et une solution aqueuse de sels de sodium d'acides naphténiques est obtenue. Cette solution est évaporée et traitée avec du sel de table, ce qui fait qu'une masse ressemblant à une pommade de couleur foncée - du naphta de savon - flotte à la surface de la solution. Pour nettoyer le savon, celui-ci est traité à l'acide sulfurique. Ce produit insoluble dans l'eau est appelé asidol ou asidol-mylonaft. Le savon est fabriqué directement à partir d’asidol.

Matières premières du savon

Informations générales sur les matières premières à partir desquelles le savon est fabriqué.

Les graisses animales sont une matière première ancienne et précieuse pour la fabrication du savon. Ils contiennent jusqu'à 40 % d'acides gras saturés. Les acides gras artificiels, c'est-à-dire synthétiques, sont obtenus à partir de paraffine de pétrole par oxydation catalytique avec l'oxygène de l'air. Lors de l'oxydation, la molécule de paraffine est brisée à différents endroits et un mélange d'acides est obtenu, qui est ensuite séparé en fractions. Dans la production de savon, deux fractions sont principalement utilisées : C10-C16 et C17-C20. Les acides synthétiques sont introduits dans le savon à lessive à raison de 35 à 40 %.

Les acides naphténiques, libérés lors de la purification des produits pétroliers (essence, kérosène…), sont également utilisés pour fabriquer du savon. à cet effet, les produits pétroliers sont traités avec une solution d'hydroxyde de sodium et une solution aqueuse de sels de sodium d'acides naphténiques (acides monocarboxyliques de la série cyclopentane et cyclohexane) est obtenue. Cette solution est évaporée et traitée avec du sel de table, ce qui fait qu'une masse de couleur foncée ressemblant à une pommade - le naphta de savon - flotte à la surface de la solution. Pour purifier le naphta savonneux, il est traité avec de l'acide sulfurique, c'est-à-dire que les acides naphténiques eux-mêmes sont déplacés des sels. Ce produit insoluble dans l'eau est appelé asidol, ou asidolmylonaf. Seul le savon liquide ou mou peut être fabriqué directement à partir d'asidol. Il a une odeur grasse, mais il possède des propriétés bactéricides.

Dans la production de savon, on utilise depuis longtemps la colophane, obtenue en traitant la résine de conifères. La colophane est constituée d'un mélange d'acides résiniques contenant environ 20 atomes de carbone dans la chaîne carbonée. 12 à 15 % de colophane en poids d'acides gras sont généralement ajoutés à la composition du savon à lessive, et pas plus de 10 % sont ajoutés à la formulation des savons de toilette. L'introduction de colophane en grande quantité rend le savon doux et collant.

Bien sûr, aujourd'hui, il est important d'utiliser une variété de graisses végétales ; il y a un article séparé à leur sujet dans la section.

En plus d'utiliser le savon comme détergent, il est utilisé pour blanchir les tissus, dans la production de cosmétiques et pour la fabrication de composés de polissage pour peintures à l'eau.

Dans la vie quotidienne, divers objets et objets sont soumis au processus de lavage. Les polluants se présentent sous des formes très diverses, mais le plus souvent ils sont peu ou insolubles dans l’eau. En règle générale, ces substances sont hydrophobes, car elles ne sont pas mouillées par l'eau et n'interagissent pas avec l'eau. Divers détergents sont donc nécessaires.

Le lavage peut être appelé nettoyage d'une surface contaminée avec un liquide contenant un détergent ou un système de détergents. L’eau est principalement utilisée sous forme liquide dans la vie quotidienne. Un bon système de nettoyage doit remplir une double fonction : éliminer la saleté de la surface à nettoyer et la transférer dans une solution aqueuse. Cela signifie que le détergent doit également avoir une double fonction : la capacité d'interagir avec le polluant et la capacité de le transférer dans l'eau ou une solution aqueuse.

Par conséquent, une molécule détergente doit comporter des parties hydrophobes et hydrophiles. « Phobos » en grec signifie peur. Peur. Donc hydrophobe signifie « avoir peur, éviter l’eau ». « Phileo » en grec signifie « amour », hydrophile signifie aimer. Rétention d'eau.

La partie hydrophobe de la molécule détergente a la capacité d’interagir avec la surface du contaminant hydrophobe. La partie hydrophile du détergent interagit avec l'eau, pénètre dans l'eau et entraîne avec elle la particule contaminante attachée à l'extrémité hydrophobe.

Les détergents doivent avoir la capacité d'être adsorbés sur la surface limite, c'est-à-dire qu'ils doivent contenir des tensioactifs.

Les sels d'acides carboxyliques lourds, par exemple CH3(CH2)14COONa, sont des tensioactifs typiques. Ils contiennent une partie hydrophile (en l’occurrence un groupe carboxyle) et une partie hydrophobe (radical hydrocarboné).

Propriétés des savons. Qu'est-ce que le savon ?

Les savons sont des sels d'acides gras de haut poids moléculaire. En technologie, les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras supérieurs, dont les molécules contiennent au moins 8 et pas plus de 20 atomes de carbone, ainsi que des acides naphténiques et résiniques similaires (colophane) ; les solutions aqueuses de ces sels ont des propriétés tensioactives et détergentes. Les sels d'alcalino-terreux et de métaux lourds sont classiquement appelés savons métalliques ; la plupart d'entre eux sont insolubles dans l'eau.

À l'état anhydre, les sels de sodium et de potassium des acides gras sont des substances cristallines solides en fusion. 220o-270o. Les savons anhydres, notamment les savons de potassium, sont hygroscopiques ; De plus, les sels d’acides gras insaturés sont plus hygroscopiques que les sels saturés.

Dans l'eau chaude à une température proche du point d'ébullition, les savons se dissolvent à tous égards ; à température ambiante moyenne, leur solubilité est limitée et dépend de la nature et de la composition des acides et des alcalis.

Les savons, qui contiennent de grandes quantités de sels d'acides gras solides de haut poids moléculaire, ne moussent pas bien dans l'eau froide et ont un faible pouvoir nettoyant, tandis que les savons fabriqués à partir d'huiles liquides, ainsi que d'acides gras solides de faible poids moléculaire, comme la noix de coco. huile, bien laver à température ambiante. Les savons, étant des sels de métaux alcalins et d'acides organiques faibles, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, subissent une hydrolyse avec formation d'alcalis et d'acides libres, ainsi que de sels d'acides, qui pour la plupart des acides gras sont des précipités peu solubles qui confèrent de la turbidité aux solutions. Pour les sels de divers acides gras, l’hydrolyse augmente avec l’augmentation du poids moléculaire, la diminution de la concentration en savon et l’augmentation de la température de la solution. En raison de l'hydrolyse, les solutions aqueuses de savons, même neutres, ont une réaction alcaline. L'alcool inhibe l'hydrolyse des savons.

Les savons en solutions aqueuses sont en partie à l'état de solution véritable, en partie à l'état polydispersé colloïdal, formant un système complexe constitué de molécules et de micelles de savon neutre, de ses ions et d'autres produits d'hydrolyse.

Avec polarité décroissante du solvant, c'est-à-dire avec le passage de l'eau aux liquides organiques, comme l'alcool, les propriétés colloïdales des solutions savonneuses diminuent. La solubilité des savons dans l'alcool méthylique et éthylique est beaucoup plus élevée que dans l'eau, et dans les alcools anhydres, le savon est à l'état de véritable solution. Les solutions concentrées de savons d'acides gras solides dans l'alcool éthylique, préparées par chauffage, donnent une fois refroidies des gels solides, qui sont utilisés en technologie pour préparer ce qu'on appelle l'alcool solide.

Les savons sont presque insolubles dans l'éther anhydre et l'essence. La solubilité des savons acides dans l’essence et autres liquides d’hydrocarbures est bien supérieure à celle des savons neutres. Les sels de métaux alcalino-terreux d'acides gras supérieurs, ainsi que les sels de métaux lourds, sont insolubles dans l'eau. Les savons métalliques se dissolvent dans les graisses utilisées dans la production d'huiles siccatives, où ces savons agissent comme des catalyseurs pour accélérer le processus de séchage des huiles grasses. La solubilité des savons dans les huiles minérales est utilisée en technologie dans la production de graisses (huiles solides). ).

L'utilisation généralisée des savons comme détergents, agents mouillants, émulsifiants, peptisants, lubrifiants et réducteurs de dureté actifs, par exemple lors de la coupe des métaux, s'explique par la structure spécifique de leurs molécules. Les savons sont des tensioactifs typiques.

savon sodium sel potasse

Comment préparer la soude caustique et la potasse

Pureté de la soude

Plus le pourcentage est élevé, plus le soda est pur. Chda n'est pas un fabricant, mais une qualification. Il y a aussi ch - pur, khch - chimiquement pur et pureté spéciale - la plus haute purification.

La qualité du réactif GOST est 4328-77 (les chiffres finaux sont l'année d'adoption du GOST) et, selon l'analyse, cette soude est de qualité réactif - 99 %, mais elle n'est toujours pas considérée comme la plus pure. (La soude a une pureté de 99,9%, qualité réactif - 99,99%...).

Si vous n'avez pas de soude caustique ou de potassium prêts à l'emploi, vous pouvez préparer :

le premier de carbonate de sodium ou de soude cristalline et de chaux éteinte,

et le second est fait de potasse et de chaux éteinte.

Hydroxyde de sodium. Pour 1 kg de carbonate de sodium, ou pour 2,85 kg de soude cristalline, prenez 900 g de chaux éteinte. Préparez une solution de soude d'une concentration de 30°C à 23°B, pour laquelle 1 kg de soude est dissous dans 4,5 à 4,6 litres d'eau.

La solution de soude est placée dans une chaudière ou la soude est immédiatement dissoute dans une marmite, le liquide est chauffé à 60 C et de la chaux éteinte mélangée à de l'eau - « lait de chaux » - est versée par petites portions. Dans ce cas, la solution mousse beaucoup et peut déborder. Il convient donc de charger la chaudière uniquement aux 2/3 de sa capacité et de remuer vigoureusement le liquide pendant la cuisson.

Plus le liquide est soigneusement mélangé, meilleur est le processus de conversion de la soude ordinaire en soude caustique (soude caustique).

Le mélange doit être chauffé pendant 40 à 60 minutes, puis il est laissé décanter et la solution claire est évacuée du sédiment.* Le liquide transparent est une solution de soude caustique d'environ 20° à 21° B, et une partie de la chaux non dissoute reste dans le sédiment, les restes de soude caustique, de craie et d'autres impuretés. Après avoir éliminé la solution claire, vous pouvez ajouter de l'eau au précipité, la faire bouillir plusieurs fois, la laisser décanter et égoutter à nouveau le liquide clair, qui sera également une solution de soude caustique, mais de force bien inférieure.

Lors de la fabrication de soude caustique de cette manière, la solution est de 20°-21° B. Si un alcali plus fort est nécessaire pour saponifier la graisse à partir de laquelle le savon est censé être fabriqué, la solution résultante peut être évaporée ; Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, la solution deviendra plus forte. Si un alcali de moindre force est nécessaire, la solution est diluée avec de l'eau.

Avec cette production artisanale de soude caustique (soude caustique) à partir de 1 kg de carbonate de sodium, on obtient 780-820 g de soude caustique.

Il a été indiqué ci-dessus qu'il fallait prendre 1 kg de carbonate de sodium et 2,85 kg de soude cristalline. La différence entre le carbonate de sodium et la soude cristalline est que cette dernière contient de l'eau de cristallisation.

Si la soude cristalline est calcinée, elle s'effrite avec fracas et se transforme en une poudre blanche, déjà totalement dépourvue d'eau (calcinée).

Potassium caustique. Le potassium caustique est préparé selon la même méthode que la soude caustique. Pour 1 kg de potasse calcinée, prenez 6,8 à 7 kg de chaux éteinte et 10 à 11 litres d'eau. Une solution de potasse dans l'eau est chauffée sans la porter à ébullition, et de la chaux éteinte mélangée à de l'eau (lait de chaux) est ajoutée à la chaudière par petites portions. Le liquide est vigoureusement agité tout le temps et le chauffage est poursuivi pendant 40 à 60 minutes. Ensuite, le mélange est laissé décanter, le liquide clair, qui est une solution de potassium caustique d'une force approximative de 16--17° B, est égoutté et le sédiment est à nouveau arrosé d'eau, chauffé à ébullition, laissé à se dépose et le liquide clair, qui est une solution de concentration beaucoup plus faible, est drainé.

La potasse peut être préparée à la maison - en l'extrayant (par lixiviation) des cendres végétales, des cendres obtenues par la combustion du bois et, en général, de tout bois ou cendre végétale. Les cendres sont placées dans un récipient doté d'un trou au fond, légèrement compactées et de l'eau est versée sur les cendres. L'eau s'infiltrera à travers les cendres et s'écoulera du trou au fond sous la forme d'un liquide trouble. collectés dans un récipient séparé. Ensuite, les cendres humides sont retirées, des cendres fraîches sont versées, qui sont aspergées du liquide trouble résultant des premières cendres humidifiées. Cette opération est répétée jusqu'à ce que la même eau, passée à travers plusieurs portions de cendres, devienne épaisse. Le liquide épais est passé à travers un chiffon fin pour éliminer les particules solides et chauffé dans une poêle en fer profonde jusqu'à ce que l'eau s'évapore.

Une fois l'eau évaporée, des niveaux de gris resteront sur le fond et les parois de la casserole, qui seront collectés dans un autre récipient. Le tartre collecté est chauffé à feu vif dans une poêle et une poudre blanche est obtenue - la potasse.

L'alcali de potassium peut également être préparé à partir de cendre végétale ou de cendre de bois de la manière suivante : les cendres tamisées au tamis sont placées en tas sur un sol en terre ou en pierre compacté et une petite quantité d'eau est versée dessus pour la rendre humide. Ensuite, des dépressions sont faites dans les tas, environ 8 à 10 % de chaux vive sont versées, versées, tout est bien mélangé et lorsque toute la chaux est éteinte, elle est saupoudrée de cendres sur le dessus. La masse refroidie et bien mélangée est placée dans une cuve à deux fonds dont le dessus est percé de nombreux petits trous. Un morceau de toile brute est placé sur le fond supérieur et un mélange de cendre et de chaux est coulé. Entre les deux fonds, d'un côté, un trou est pratiqué dans lequel un tube est inséré pour évacuer l'air, et de l'autre côté, une valve est fixée pour évacuer la liqueur. De l'eau tiède est versée sur les cendres et la chaux, bien mélangée et laissée au repos pendant 6 à 8 heures. Après cela, la lessive est libérée par le robinet, ayant une force d'environ 20-25°B.

Le deuxième versement d'eau donnera une lessive avec une force de 8--10° B, la troisième - à 4--2° B.

Vive le savon parfumé,
Et une serviette moelleuse,
Et de la poudre dentifrice
Et un peigne épais !
Lavons, éclaboussons,
Nager, plonger, culbuter
Et dans le bain et dans les bains publics, partout.
Gloire éternelle à l'eau !

K. Tchoukovski

Buts et objectifs. Considérez la composition et la structure du savon et des détergents, montrez la relation entre la structure et les propriétés des détergents ;

consolider les compétences de travail en petits groupes, élargir les horizons des étudiants et développer leur réflexion. Matériel et réactifs.

Des emballages pour savons et détergents, des fiches d'information pour les étudiants, un ensemble de verrerie chimique (éprouvettes, lampes à alcool, béchers, porte-éprouvettes, tiges de verre) ; graisse, margarine ou beurre, savon, détergent synthétique, savon liquide, solution d'hydroxyde de sodium à 15 %, solution de chlorure de sodium (saturée), solution diluée d'acide sulfurique, solutions d'acétate de plomb, chlorure de calcium, sulfate de cuivre, solutions de phénolphtaléine contenant des ions calcium ou magnésium. , eau distillée.

L'étude du sujet nécessite deux leçons, dont l'une est une leçon théorique, la seconde est un travail pratique.

Les élèves travaillent en petits groupes, assis autour du périmètre de la classe. Sur leurs tables se trouvent des récipients contenant du savon et des détergents synthétiques, un ensemble de verrerie chimique et des réactifs.

PENDANT LES COURS Professeur.

Les gars, la leçon d'aujourd'hui est consacrée à la chimie du savon et des détergents et comprendra deux parties.

Le savon dans l'Antiquité, histoire de la fabrication du savon ;

La structure du savon, ses propriétés ;

Composition de savon et détergents synthétiques;

Production de savon ;

Utilisation de savon et de détergents synthétiques.

Dans la deuxième leçon, nous réaliserons des expériences en laboratoire confirmant les propriétés du savon et des détergents synthétiques.

Message sur le sujet
« Le savon dans l'Antiquité, histoire de la fabrication du savon »

Étudiant.Le savon était connu de l’homme avant la nouvelle ère. La première mention du savon dans les pays européens se trouve chez l’écrivain et scientifique romain Pline l’Ancien (23-79). Dans son traité d'Histoire naturelle, Pline a décrit les méthodes de production de savon par saponification des graisses. De plus, il a écrit sur le savon dur et mou fabriqué respectivement à partir de soude et de potasse.

Pour laver et laver les vêtements en Rus', on utilisait de la lessive obtenue en traitant les cendres avec de l'eau, car les cendres provenant du combustible brûlé d'origine végétale contiennent de la potasse.

Le développement de la fabrication du savon a été facilité par la disponibilité des matières premières. Par exemple, l'industrie du savon de Marseille, connue depuis le haut Moyen Âge, disposait d'huile d'olive et de soude. La fabrication du savon s'est également développée en Italie, en Grèce, en Espagne et à Chypre, c'est-à-dire dans les zones où les oliviers sont cultivés. Les premières savonneries allemandes furent fondées au XIVe siècle.

L’essence chimique des processus de fabrication du savon n’a pas été claire pendant longtemps. Seulement à la fin du XVIIIe siècle. La nature chimique des graisses a été clarifiée, puis leurs réactions de saponification ont été comprises. En 1779, le chimiste suédois K.V. Scheele a montré que lorsque l'huile d'olive réagit avec l'oxyde de plomb et l'eau, une substance sucrée soluble dans l'eau se forme.

En 1817, le chimiste français M.E. Chevrel découvre les acides stéarique, palmitique et oléique comme produits de la décomposition des graisses lorsqu'elles sont saponifiées avec de l'eau et des alcalis. La substance sucrée obtenue par Scheele a été nommée glycérine par Chevreul. Quarante ans plus tard, le chimiste français P. E. M. Berthelot établit la nature de la glycérine et explique la structure chimique des graisses.
Explication du sujet

PENDANT LES COURS « La structure du savon, ses propriétés »

Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras supérieurs (schéma 1), qui s'hydrolysent dans une solution aqueuse pour former un acide et un alcali.

Formule générale du savon solide :

L'alcali obtenu émulsionne, décompose partiellement les graisses et libère ainsi les saletés collées au tissu. Les acides carboxyliques forment de la mousse avec l'eau, qui capte les particules de saleté. Les sels de potassium sont plus solubles dans l’eau que les sels de sodium et ont donc des propriétés nettoyantes plus fortes.

La partie hydrophobe du savon pénètre dans le contaminant hydrophobe, ce qui fait que la surface de chaque particule de contaminant est entourée d'une coque de groupes hydrophiles. Ils interagissent avec les molécules d'eau polaires.

De ce fait, les ions du détergent, ainsi que la contamination, se détachent de la surface du tissu et passent dans le milieu aqueux. C'est ainsi que la surface contaminée est nettoyée avec un détergent.

Travail en petit groupe

1. À l’aide des fiches d’information (application) et des documents à distribuer, les élèves accomplissent les tâches suivantes.

Remplissez le tableau.

Tableau

2. Composition du savon et des détergents synthétiques

Réponse originale : Quels sont les avantages de l'utilisation de détergents synthétiques par rapport au savon ?

Jeu de rôle « Fabrication de savon »

L'un des étudiants joue le rôle d'un technologue et parle des étapes de fabrication du savon. Chaque groupe sélectionne un correspondant parmi les médias : magazine Soap, journal Soap Bubble, société de télévision SMS.

Technologue.

La production de savon comprend deux étapes : chimique et mécanique. Lors de la première étape (cuisson du savon), on obtient une solution aqueuse de sels de sodium (moins souvent de potassium), d'acides gras ou de leurs substituts.

Production d'acides carboxyliques supérieurs lors du craquage et de l'oxydation des produits pétroliers : Préparation de sels de sodium : AVEC n H Préparation de sels de sodium : AVEC n m

COOH + NaOH = C

COONa + H 2 O.

La cuisson du savon est complétée en traitant la solution savonneuse (colle savonneuse) avec un excès de solution d'alcali ou de chlorure de sodium. En conséquence, une couche concentrée de savon, appelée noyau, flotte à la surface de la solution.

Le savon obtenu est appelé savon sain et le processus de séparation de la solution est appelé salage ou relargage. Le traitement mécanique comprend le refroidissement et le séchage, le broyage, la finition et le conditionnement des produits finis.

L'un des étudiants joue le rôle d'un technologue et parle des étapes de fabrication du savon.La production du savon à lessive s'achève au stade du relargage, au cours duquel le savon est nettoyé des protéines, des colorants et des impuretés mécaniques.

La production de savon de toilette passe par toutes les étapes de traitement mécanique. Le plus important d’entre eux est le broyage, c’est-à-dire transférer du savon sain dans une solution en la faisant bouillir avec de l'eau chaude et en la relargant. Dans ce cas, le savon s'avère particulièrement propre et léger. Correspondant du journal Soap Bubble.

L'un des étudiants joue le rôle d'un technologue et parle des étapes de fabrication du savon.Y a-t-il des sous-produits produits lors de la fabrication du savon et comment sont-ils utilisés ?

Si le savon a été fabriqué à partir de graisses animales ou végétales, alors la glycérine, qui se forme lors de la saponification, est séparée de la solution après séparation du noyau, qui est largement utilisé : dans la production d'explosifs et de résines polymères, comme assouplissant pour tissus et cuirs. , dans la fabrication de parfums, de cosmétiques et de médicaments, dans la production de produits de confiserie. Correspondant de la société de télévision SMS.

L'un des étudiants joue le rôle d'un technologue et parle des étapes de fabrication du savon.Actuellement, certains savons et détergents synthétiques sont dérivés de produits pétroliers. Quels sont les secrets technologiques d’une telle production ?

Dans la production de savon, on utilise des acides naphténiques, libérés lors de la purification des produits pétroliers (essence, kérosène). A cet effet, les produits pétroliers sont traités avec une solution d'hydroxyde de sodium et une solution aqueuse de sels de sodium d'acides naphténiques est obtenue. Cette solution est évaporée et traitée avec du sel de table, ce qui fait qu'une masse de couleur foncée ressemblant à une pommade - le savon naft - flotte à la surface de la solution. Pour nettoyer le savon, celui-ci est traité à l'acide sulfurique. Ce produit insoluble dans l'eau est appelé asidol ou asidol-mylonaft.

Le savon est fabriqué directement à partir d’asidol.

Les lessives en poudre peuvent :

Travailler selon le schéma 2.

A la fin du premier cours, l'enseignant résume l'étude du matériel pédagogique et rappelle les mesures préventives lors de l'utilisation de détergents.

Irriter les voies respiratoires ;

Stimuler la pénétration de substances toxiques dans la peau ;

Provoque des allergies et des dermatites cutanées.
Dans tous ces cas, il faut passer au savon dont le seul inconvénient est qu'il assèche la peau.

Travaux pratiques

"Propriétés du savon et des détergents synthétiques"

Placer la graisse, la margarine et le beurre dans un tube à essai, ajouter 8 à 10 ml d'une solution alcoolique à 15 % d'hydroxyde de sodium. Remuer le mélange et porter à ébullition. Poursuivre la saponification jusqu'à ce que le liquide devienne homogène. Ajoutez une solution saturée de chlorure de sodium au liquide épais obtenu et faites bouillir la solution pendant 1 à 2 minutes.

1. Quelle substance est apparue à la surface à la suite de l'expérience ?

3. À quelles fins pratiques le processus de saponification des graisses est-il utilisé ?

Expérience « Isolement des acides gras »

Placez un morceau de savon solide dans un tube à essai, ajoutez-y 8 à 10 ml d'eau distillée, agitez et chauffez la solution obtenue. Ajoutez une solution d'acide sulfurique dilué à la solution savonneuse et portez à ébullition.

Tâches pour des conclusions indépendantes

1. Quels changements se produisent lorsqu’une solution est chauffée et refroidie ?

2. Écrivez l’équation de la réaction qui se produit.

Expérience « Préparation de sels insolubles d'acides gras »

Placez un morceau de savon solide dans un tube à essai, ajoutez-y 8 à 10 ml d'eau distillée, agitez et chauffez la solution obtenue.

Tâches pour des conclusions indépendantes

Divisez la solution en trois tubes à essai, ajoutez une solution d'acétate de plomb au premier, une solution de chlorure de calcium au deuxième et une solution de sulfate de cuivre au troisième.

1. Expliquez les changements qui se produisent dans chaque tube à essai.

2. Écrivez les équations des réactions qui se produisent.

Expérience « Comparaison des savons et des détergents synthétiques »

Préparer 10 ml de solutions diluées dans trois tubes à essai :

a) du savon dur ;

b) un des détergents synthétiques en poudre ;

c) du savon liquide.

Divisez les solutions obtenues en deux parties (chacune d'elles contient trois tubes à essai).

a) Ajoutez quelques gouttes de phénolphtaléine dans chacun des trois tubes à essai de la première partie contenant des solutions différentes. (Si le détergent est destiné aux tissus en coton, alors le milieu est alcalin, et s'il est destiné aux tissus en soie et en laine, il est neutre.)

Tâches pour des conclusions indépendantes

b) Dans les trois tubes à essai restants de la deuxième partie contenant des solutions de savon et de détergents synthétiques, ajoutez 2 à 3 ml d'eau contenant des ions Ca 2+ et Mg 2+ en agitant.

1. Pourquoi une solution savonneuse est-elle alcaline ?

Expliquez votre réponse en utilisant l'équation de réaction.

2. Lequel des détergents ci-dessus doit être utilisé pour le lavage :

a) les tissus en coton ;

b) les tissus de soie et de laine ;

c) dans de l'eau dure ?

A la fin du cours, l'enseignant résume le travail du cours en répétant brièvement ses principales étapes.

Les graisses animales sont une matière première ancienne et très précieuse de l’industrie du savon. Ils contiennent jusqu'à 40 % d'acides gras saturés.

Les acides gras synthétiques sont obtenus à partir de paraffine de pétrole par oxydation catalytique avec l'oxygène de l'air :

CH3 (CH2) n CH2 –CH2 (CH2) Préparation de sels de sodium : CH 3 + 2,5O 2 = CH 3 (CH 2) n COOH + CH3 (CH2) Préparation de sels de sodium : COOH + H2O.

Dans la production de savon, deux fractions sont utilisées : C 10 – C 16 et C 17 – C 20. Le savon à lessive contient 35 à 40 % d’acides synthétiques.

Dans la production de savon, on utilise de la colophane, obtenue en traitant la résine de conifères. La colophane est constituée d'un mélange d'acides résiniques contenant environ 20 atomes de carbone dans la chaîne. 12 à 15 % de colophane en poids d'acides gras sont ajoutés à la formulation du savon à lessive, et pas plus de 10 % à la formulation des savons de toilette. L'introduction de colophane rend le savon doux et collant.

Pour améliorer les caractéristiques du savon à lessive et au savon de toilette, ainsi que pour réduire son coût, des charges y sont introduites. Ceux-ci comprennent les sels de sodium, la caséine et l'amidon. La caséine et l'amidon sont utilisés pour le moussage et la stabilité de la mousse. La principale charge du savon de toilette est la saponine, obtenue par lessivage de certaines plantes.

Lors du lavage de vêtements dans de l'eau dure contenant des ions calcium et magnésium, la consommation de savon augmente de 25 à 30 %. Des sels de calcium et de magnésium légèrement solubles se déposent sur le tissu, le rendant rugueux, moins élastique, décoloré et réduisant sa résistance.

Pour éliminer les effets nocifs de l'eau dure, du décaoxotriphosphate de sodium (V) Na 5 P 3 O 10 est ajouté au savon.

Les ions P 3 O 10 5– lient les ions calcium et magnésium en composés insolubles puissants. Essentiellement, ils agissent comme un adoucisseur d’eau. Dans le même but, Na 5 P 3 O 10 est ajouté aux lessives dans un volume allant jusqu'à 20 %.

La base des détergents synthétiques (détergents) est le sel Na de l'acide alcane sulfonique,

dont la part atteint 30%.

Formule générale des détergents synthétiques :

La production de ces substances repose sur des produits pétroliers.

Les détergents synthétiques sont une composition complexe contenant des agents de blanchiment (outremer, perborate de sodium) et des agents moussants (aminoalcools). Ils nettoient aussi bien dans l’eau douce que dure.

Dans le même temps, les détergents se biodégradent très lentement. S'accumulant dans les plans d'eau, ils entraînent une forte croissance des plantes vertes, ce qui provoque un engorgement.- Il s'agit de l'hydrolyse des esters sous l'influence d'un alcali. Cela produit un sel d'un acide organique et d'un alcool. Historiquement, ce nom vient du processus de fabrication du savon - hydrolyse des graisses avec de la lessive, qui produit un mélange de sels d'acides gras supérieurs (en fait du savon) et de glycérine (alcool trihydrique).
Respectivement saponification est la réaction d'un ester avec un alcali.

Avant l’invention du savon, la graisse et la saleté étaient éliminées de la peau à l’aide de cendres et de sable fin de rivière. La technologie de fabrication du savon à partir de graisses animales a évolué au fil des siècles. Voyons comment fabriquer du savon dans un laboratoire de chimie. Tout d'abord, un mélange de graisses est préparé, qui est fondu et saponifié - bouilli avec un alcali. Pour hydrolyser les graisses en milieu alcalin, prenez un peu de saindoux fondu, environ 10 ml d'alcool éthylique et 10 ml de solution alcaline. Du sel de table est également ajouté ici et le mélange obtenu est chauffé. Cela produit du savon et de la glycérine. Du sel est ajouté pour précipiter la glycérine et les impuretés. Le savon est également produit industriellement.

Composition du savon
Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides carboxyliques supérieurs (acides contenant plus de 10 atomes de carbone), obtenus à la suite de l'hydrolyse de graisses en milieu alcalin (le plus souvent à partir de graisses contenant de l'acide stéarique C 17 H 35 COOH) - C 17 H 35 COONa – stéarate de sodium.
Graisse + alcali = sels d'acides gras et glycérol.

Propriétés du savon
La couche superficielle d’eau distillée est tendue comme un film élastique. Lorsque du savon et d’autres substances solubles dans l’eau sont ajoutés, la tension superficielle de l’eau diminue. Le savon et autres détergents sont classés comme tensioactifs (tensioactifs). Ils réduisent la tension superficielle de l’eau, améliorant ainsi les propriétés nettoyantes de l’eau.

Les molécules situées à la surface d'un liquide ont un excès d'énergie potentielle et ont donc tendance à être attirées vers l'intérieur de sorte qu'un nombre minimum de molécules restent à la surface. De ce fait, une force agit toujours le long de la surface du liquide, tendant à réduire la surface. Ce phénomène en physique est appelé tension superficielle d'un liquide.

Les molécules de tensioactif sur la surface limite sont disposées de telle manière que les groupes hydrophiles des anions carboxyles sont dirigés dans l'eau et que les groupes hydrophobes d'hydrocarbures en sont chassés. En conséquence, la surface de l’eau est recouverte d’une palissade de molécules tensioactives. Une telle surface d'eau a une tension superficielle plus faible, ce qui facilite un mouillage rapide et complet des surfaces contaminées. En réduisant la tension superficielle de l’eau, on augmente sa capacité mouillante.

Le secret de l'effet nettoyant du savon

Les SMC (détergents synthétiques) sont des sels de sodium d'acides synthétiques (acides sulfoniques, esters d'alcools supérieurs et acide sulfurique).
Considérons les propriétés des détergents et comparer le savon et les SMS (lessive). Tout d’abord, vérifions quel environnement est typique de nos détergents. Comment faisons-nous cela?
Utiliser des indicateurs.
Nous utiliserons des indicateurs que nous connaissons - le tournesol et la phénolphtaléine. Lorsque du tournesol est ajouté à une solution savonneuse et à une solution SMS, il devient bleu et la phénolphtaléine devient pourpre, c'est-à-dire que la réaction du milieu est alcaline.

Qu'arrive-t-il au savon et aux SMS dans l'eau dure ? (on comprend pourquoi les savonniers ne fabriquent pas de savon avec de l’eau du robinet, mais utilisent des décoctions, de l’eau distillée, du lait, etc.)
Ajoutez la solution savonneuse dans un tube à essai et la solution SMS dans l'autre, secouez-les. Qu'observez-vous ? Ajoutez du chlorure de calcium dans les mêmes tubes à essai et agitez le contenu des tubes à essai. Qu’observez-vous maintenant ? La solution SMS mousse et des sels insolubles se forment dans la solution savonneuse :
2C 17 H 35 COO – + Ca 2+ = Ca(C 17 H 35 COO) 2
Et les SMC forment des sels de calcium solubles, qui possèdent également des propriétés tensioactives.
L’utilisation de quantités excessives de ces produits entraîne une pollution de l’environnement. Écoutons un message sur les conséquences environnementales de l'utilisation de tensioactifs.
De nombreux tensioactifs sont difficiles à biodégrader. Lorsque les eaux usées pénètrent dans les rivières et les lacs, elles polluent l'environnement. En conséquence, des montagnes entières de mousse se forment dans les canalisations d’égouts, les rivières, les lacs, où aboutissent les eaux usées industrielles et domestiques. L'utilisation de certains tensioactifs entraîne la mort de tous les habitants vivant dans l'eau.

Pourquoi une solution savonneuse se décompose-t-elle rapidement lorsqu'elle pénètre dans une rivière ou un lac, mais pas certains tensioactifs ? Le fait est que les savons à base de graisses contiennent des chaînes d'hydrocarbures non ramifiées qui sont détruites par les bactéries. Parallèlement, certains SMC contiennent des sulfates d'alkyle ou des alkyl(aryl)sulfonates avec des chaînes hydrocarbonées ayant une structure ramifiée ou aromatique. Les bactéries ne peuvent pas « digérer » de tels composés. Par conséquent, lors de la création de nouveaux tensioactifs, il est nécessaire de prendre en compte non seulement leur efficacité, mais également leur capacité à se biodégrader, c'est-à-dire à être détruits par certains types de micro-organismes.

La structure du savon, ses propriétés

Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras supérieurs (schéma 1), qui s'hydrolysent dans une solution aqueuse pour former un acide et un alcali.

Les savons sont des sels de sodium ou de potassium d'acides gras supérieurs (schéma 1), qui s'hydrolysent dans une solution aqueuse pour former un acide et un alcali.

Les sels formés de bases alcalines fortes et d'acides carboxyliques faibles subissent une hydrolyse :

L'alcali obtenu émulsionne, décompose partiellement les graisses et libère ainsi les saletés collées au tissu. Les acides carboxyliques forment de la mousse avec l'eau, qui capte les particules de saleté. Les sels de potassium sont plus solubles dans l’eau que les sels de sodium et ont donc des propriétés nettoyantes plus fortes.

La partie hydrophobe du savon pénètre dans le contaminant hydrophobe, ce qui fait que la surface de chaque particule de contaminant est entourée d'une coque de groupes hydrophiles. Ils interagissent avec les molécules d'eau polaires. De ce fait, les ions du détergent, ainsi que la contamination, se détachent de la surface du tissu et passent dans le milieu aqueux. C'est ainsi que la surface contaminée est nettoyée avec un détergent.

La production de savon comprend deux étapes : chimique et mécanique. Lors de la première étape (cuisson du savon), on obtient une solution aqueuse de sels de sodium (moins souvent de potassium), d'acides gras ou de leurs substituts.

Production d'acides carboxyliques supérieurs lors du craquage et de l'oxydation des produits pétroliers :

La production de savon comprend deux étapes : chimique et mécanique. Lors de la première étape (cuisson du savon), on obtient une solution aqueuse de sels de sodium (moins souvent de potassium), d'acides gras ou de leurs substituts.

Production d'acides carboxyliques supérieurs lors du craquage et de l'oxydation des produits pétroliers : Préparation de sels de sodium : AVEC n H Préparation de sels de sodium : AVEC n COONa + H 2 O.

La cuisson du savon est complétée en traitant la solution savonneuse (colle savonneuse) avec un excès de solution d'alcali ou de chlorure de sodium. En conséquence, une couche concentrée de savon, appelée noyau, flotte à la surface de la solution. Le savon obtenu est appelé savon sain et le processus de séparation de la solution est appelé salage ou relargage.

Le traitement mécanique comprend le refroidissement et le séchage, le broyage, la finition et le conditionnement des produits finis.

Grâce au processus de fabrication du savon, nous obtenons une grande variété de produits avec lesquels vous pourrez vous familiariser.

La production du savon à lessive s'achève au stade du relargage, au cours duquel le savon est nettoyé des protéines, des colorants et des impuretés mécaniques. La production de savon de toilette passe par toutes les étapes de traitement mécanique. Le plus important d’entre eux est le broyage, c’est-à-dire transférer du savon sain dans une solution en la faisant bouillir avec de l'eau chaude et en la relargant. Dans ce cas, le savon s'avère particulièrement propre et léger.

Les lessives en poudre peuvent :

Travailler selon le schéma 2.

Stimuler la pénétration de substances toxiques dans la peau ;

Irriter les voies respiratoires ;

Dans tous ces cas, il faut passer au savon dont le seul inconvénient est qu'il assèche la peau.

Si le savon a été fabriqué à partir de graisses animales ou végétales, alors la glycérine formée lors de la saponification est séparée de la solution après séparation du noyau, qui est largement utilisé : dans la production d'explosifs et de résines polymères, comme assouplissant pour tissus et cuirs, dans la fabrication de parfums, cosmétiques et préparations médicales, dans la production de produits de confiserie.

Dans la production de savon, on utilise des acides naphténiques, libérés lors de la purification des produits pétroliers (essence, kérosène). A cet effet, les produits pétroliers sont traités avec une solution d'hydroxyde de sodium et une solution aqueuse de sels de sodium d'acides naphténiques est obtenue. Cette solution est évaporée et traitée avec du sel de table, ce qui fait qu'une masse de couleur foncée ressemblant à une pommade - le savon naft - flotte à la surface de la solution. Pour nettoyer le savon, celui-ci est traité à l'acide sulfurique. Ce produit insoluble dans l'eau est appelé asidol ou asidol-mylonaft. Le savon est fabriqué directement à partir d’asidol.