چگونه صابون خود را در خانه درست کنید (با شیمی!)

آیا تاکنون نمی دانید چگونه دانش شیمی خود را در مورد چگونگی تهیه صابون خود و درک فرایند به کار ببرید؟

تهیه صابون در خانه روشی سرگرم کننده و زیرکانه برای بدست آوردن تجربه شیمی دست اول و لذت بردن از ثمرات زایمان است.

صابون و صابون سازی شامل بسیاری از مفاهیم شیمی است:

اسیدها ، پایه ها و نمک ها

بیوشیمی: لیپیدها

شیمی آلی: استرها ، اسیدهای کربوکسیلیک و الکل

هیدرولیز

امولسیون

فعل و انفعالات هیدروفیل / آبگریز

اما نترسید - روند واقعی تهیه صابون خانگی آسانتر از آن چیزی است که فکر می کنید!

خلاصه ای از شیمی موجود در زمینه صابون سازی ، واکنش شیمیایی مورد استفاده در ساخت صابون و علم نحوه کار صابون را بخوانید. بیشتر این مفاهیم در هر کتاب درسی شیمی آلی گسترش یافته است ، که ما در اینجا آنها را مرور کردیم.

در غیر اینصورت ، برای یک دستور تهیه ساده صابون DIY دوستانه مبتدی ، به قسمت پایین بروید.

این یک آزمایش جالب با بچه ها است ، اما همیشه تحت نظارت! اگر می خواهید با کودکان شیمی بخوانید ، حتماً یکی از بهترین مجموعه های شیمی را برای کودکان و بزرگسالان در آنجا تهیه کنید!

فهرست مطالب

1 شیمی صابون سازی: Saponification

2 صابون چگونه کار می کند؟

3 شیمی در خانه: چگونه صابون خود را درست کنیم

شیمی صابون سازی: Saponification

واکنش شیمیایی تولید صابون به قدری باستانی و خاص است که نام آن به معنای واقعی کلمه به معنی "تبدیل به صابون" است.

Saponification ، از sapo ، کلمه لاتین صابون ، یکی از واکنش های شیمیایی به یاد ماندنی است که در ترم اول شیمی آلی به دلیل کاربردهای بارز آن در زندگی روزمره آموخته می شود.

در اینجا خلاصه ای از واکنش کلی آورده شده است

ابتدا با یک تری گلیسیرید (مولکول های چربی موجود در روغن های گیاهی و چربی های حیوانی) شروع می کنیم. یک پایه قوی اضافه شده است ، که پیوندهای استر تری گلیسیرید را به سه اسید کربوکسیلیک و گلیسیروکسید شکسته می کند. سرانجام ، پس از تبادل پروتون ، این محصولات سه نمک اسید کربوکسیلیک و گلیسرول هستند.

چگونه صابون خود را درست کنید

استفاده از تری گلیسیرید

توضیح مکانیسم واکنش واکنشی

Saponification هیدرولیز قلیایی استر است. ممکن است به یاد بیاورید که تشکیل استر یک واکنش کم آبی بدن بین یک اسید کربوکسیلیک و یک الکل است.

در بیوشیمیایی ، این واکنش یک تری گلیسیرید از سه زنجیره اسید چرب آزاد و یک مولکول گلیسرول ایجاد می کند. Saponification از یک پایگاه قوی برای خنثی کردن این واکنش استفاده می کند. ما در این مقاله مروری درباره مفاهیم شیمی ارگانیک به بررسی این و واکنشهای ساده دیگر پرداخته ایم.

بخاطر داشته باشید که یک کربن کربنیل ، مانند نمونه موجود در باند استر ، به دلیل هم طنین انداز بودن و هم برای الکترونگاتیویتی بیشتر اکسیژن پیوند یافته دارای بار مثبت جزئی است. به همین دلیل ، هدف مناسبی از حمله نوکلئوفیلی توسط یون هیدروکسید است. محصول این مرحله یک واسطه ارتزستر است (توجه داشته باشید که بار منفی بر روی اکسیژن کربوکسیل سابق).

علاوه بر استری

هیدرولیز پایه یک گروه استر: علاوه بر این هسته ای.

به یاد داشته باشید که اکسیژن هنگامی که دارای دو پیوند و دو جفت الکترون است ، پایدار است. برای دستیابی به این ثبات ، الکترونهای آن را دوباره مرتب می کنند ، با ایجاد پیوند مضاعف با کربن برای ساختن اسید کربوکسیلیک و بیرون کشیدن نیمه دیگر استر به عنوان یک آلک اکسید ، در مرحله دوم به نام "حذف" (پایه ترکیب الکل).

حذف saponification

هیدرولیز پایه یک گروه استر: از بین بردن آلکوکسیید.

ما می دانیم که الکلها به طور کلی اسیدهای بسیار ضعیفی هستند. بنابراین پایگاههای مزدوج آنها ، آلكوكسیدها ، بسیار قوی هستند. در نتیجه تبادل پروتون صورت می گیرد و پروتون اسیدی اسید کربوکسیلیک اسید به آسانی به آلکوکسید اهدا می شود. این امر به تشکیل یک الکل ، به علاوه نمک سدیم یا پتاسیم اسید کربوکسیلیک منجر می شود.

تبادل پروتون saponification

هیدرولیز اساسی یک گروه استر: تبادل پروتون.

محصولات Saponification

این واکنش مشابه در هر سه پیوند استر در یک تری گلیسیرید در حین saponification اتفاق می افتد. سه نمک اسید چرب حاصل نیز به عنوان نمکی از صابون شناخته می شود. خواص آنها به تعداد کربن های موجود در زنجیره اسیدهای چرب و میزان اشباع بسیار وابسته است.

به عنوان مثال زنجیره های کربن طولانی تر (اسید استاریک ، C18 ، به عنوان مثال) به صابون هایی که سخت تر و محلول کمتری هستند ، می پردازند.

از طرف دیگر ، اسیدهای چرب اشباع نشده ، یک صابون نرمتر با نقطه ذوب پایین تر به دست می آورند. برخی از نمک های اسید چرب نسبت به تهویه بیشتر تمیز می شوند و بالعکس. به همین ترتیب ، برخی از یک چربی خوب و غنی کار می کنند ، در حالی که برخی دیگر اینگونه نیستند. مهم است که هنگام تصمیم گیری در استفاده از چربی ها و روغن ها در یک دستور صابون ، این اثرات را در نظر بگیرید.

صابون چگونه کار می کند؟

نگاهی به ساختار مولکولی این نمک صابون بیندازید:

صابون اسیدهای چرب

ساختار یک کربوکسیلات سدیم از یک اسید چرب.

آیا این مولکول قطبی است یا غیر قطبی؟ جواب این است ، هر دو! در بالا سمت راست ، کربوکسیلات ، که به عنوان آنیون موجود در این نمک سدیم عمل می کند ، گروه کاربردی بسیار قطبی. با این حال ، بقیه زنجیره هیدروکربن طولانی غیر قطبی است.

به این نوع ترکیبات آمفیپاتیک گفته می شود.

همه می دانند که روغن و آب مخلوط نمی شوند ، اما همه نمی دانند که دلیل این امر قطب بودن (یا عدم وجود آن) هر ماده است. به عنوان یک دانشجوی شیمی ، احتمالاً قبلاً آموخته اید که مانند حل شدن حلقه ها ، و مولکول های قطبی آبگریز هستند (آب دوست دارند) در حالی که مولکول های غیر قطبی دارای آبگریز هستند (از ترس از آب).

احتمالاً می بینید که این به کجا می رود ... صابون با اجازه دادن مواد آبگریز مانند گریس و روغن در آب حل می شود. دو انتهای آن ، یکی قطبی و دیگری غیر قطبی ، اجازه می دهد تا با آب و روغن مخلوط شود. این کار را با تشکیل ساختارهای کروی ریز به نام میسل انجام می دهد.

چیدمان میسل

نمونه چیدمان میسل

در این مقطع میسل می توانید زنجیره های هیدروکربنی (غیر قطبی) هیدروکربنی موجود در کره را مشاهده کنید ، در حالی که انتهای آبگریز (قطبی) سطح را تشکیل می دهد. هنگامی که یک تابه چرب را با آب صابون شستشو می دهید ، گریس به انتهای آبگریز جذب می شود و آن را درون این میسل ها می گیرید. از آنجا که سطح میسل قطبی است ، در آب محلول است و اکنون می توان آن را به راحتی از بین برد.

صابون همچنین یک ماده ضدعفونی کننده طبیعی است ، به این معنی که باعث کاهش تنش سطحی آب می شود و به طور موثری آب را مرطوب تر می کند. هرچه آب مرطوب تر باشد ، خواص حلال آن نیز بهتر و تمیز می شود.

شیمی در خانه: چگونه صابون خود را درست کنیم

حال ، بیایید تمام این دانش شیمی را عملی کنیم و صابون خانگی درست کنیم!

این دستور صابون DIY (این کار را خودتان انجام دهید) یک ماده اولیه بسیار مناسب است که برای مبتدیان مناسب است. به برخی تجهیزات اساسی و چند ماده آسان قابل دسترسی احتیاج خواهید داشت:

تجهیزات صابون سازی

عینک ایمنی و دستکش

ترازوی اشپزخانه

پارچ *

شیشه*

گلدان یا کاسه بزرگ *

دماسنج

قاشق مخلوط کردن *

مخلوط کن غوطه وری (مخلوط کن چوب)

کفگیر لاستیکی

قالبهای صابون

* حتماً از مواد غیر واکنشی مانند پلاستیک یا شیشه استفاده کنید.

شما می توانید توصیه های شخصی ما در مورد آزمایشگاه شیمی خانگی را در اینجا بیابید. این ایده آل است که بتوانید از لیوان یا فلاسک های مناسب برای این آزمایش ها استفاده کنید. اما اگر هنوز به آن ها دسترسی ندارید ، می توانید وسایل خانگی ذکر شده در بالا را دور کنید.

چاودار سوز آور (بسیار اساسی) است و می تواند با بسیاری از موارد واکنش نشان دهد ، زیرا فلزات (یا پوست شما هستند!). این واکنش گرمازا است و تغییر سریع دما ممکن است باعث شکسته شدن ظروف شیشه ای با کیفیت پایین شود.

مواد اولیه صابون اصلی:

500 گرم روغن زیتون

100 گرم روغن نارگیل

80 گرم چاودار (NaOH ، سود سوز آور)

200 میلی لیتر آب

به خاطر داشته باشید ، در حالی که می توانید از هر نوع روغن یا چربی برای تهیه صابون استفاده کنید ، آنها دارای خواص بسیار متفاوتی هستند و ممکن است به مقادیر مختلفی از چربی نیاز داشته باشند. اگر از روغن های مختلف استفاده می کنید ، حتما از ماشین حساب لیس استفاده کنید تا مطمئن شوید زیاد استفاده نمی کنید. داشتن روغن اضافی در صابون چیز بزرگی نیست ، اما داشتن چربی بیش از حد!

دستورالعمل ها:

محلول لیو / NaOH را آماده کنید. آب داخل پارچ را وزن کنید. به طور جداگانه ، NaOH را درون ظرف قرار دهید. سپس ، به آرامی NaOH را به آب اضافه کنید. آب را به دروغ اضافه نکنید! به یاد داشته باشید که چگونه آنها را در حافظه ایمنی آزمایشگاه شیمی "افزودن اسید به آب ، نه آب به اسید" حفظ کردید؟ همین امر در مورد پایه ها نیز انجام می شود. یک پایگاه قوی مانند NaOH با تعریف بسیار واکنش پذیر است. این بدان معناست که هنگام برقراری تماس با آب مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. اگر این مرحله را به عقب انجام دهید ، این مخلوط به سرعت گرم می شود. این ممکن است در یک گیزر سودا آهسته به پایان برسد ، که به راحتی می تواند باعث سوختگی شیمیایی شود. هنگامی که NaOH را به آب اضافه می کنید ، باز هم گرما آزاد خواهد شد ، اما بسیار خطرناک تر خواهد بود. برای حل کردن با دقت هم بزنید (قاشق را بلافاصله بعد از مخلوط کردن بشویید). این محلول می تواند تقریباً به دمای جوش برسد ، بنابراین ممکن است لازم باشد تا کمی خنک شود تا بتوانید پارچ را به راحتی کنترل کنید.

روغن های خود را در گلدان یا کاسه مخلوط کرده و مخلوط کنید. اگر روغن نارگیل را کمی گرم کنید تا زمانی که ذوب شود ، این راحت تر خواهد بود.

محلول NaOH را با دقت به مخلوط روغن اضافه کنید و به آرامی با یک قاشق مخلوط کنید تا مخلوط همگن شود.

حالا می توانید مخلوط کن چوب خود را بیرون آورده و روند امولسیون را شروع کنید. به یاد داشته باشید ، شما اکنون مخلوط بسیار سوزاننده ای را مخلوط می کنید ، بنابراین فاصله خود را حفظ کنید و سعی کنید شکاف نداشته باشید.

پس از چند دقیقه مخلوط کردن ، مخلوط باید شروع به غلیظ شدن کند و این نشان می دهد که واکنش ساپونی سازی در حال انجام است. به صورت اختیاری ، این زمانی است که می توانید مواد دیگری را برای سفارشی کردن صابون خود اضافه کنید ، مانند روغنهای اساسی ، رنگها ، مخلوط کردن و غیره. در غیر این صورت ، می توانید صابون را به هر آنچه که به عنوان قالب استفاده می کنید انتقال دهید. قالب های پخت سیلیکون برای این کار عالی است. از یک اسپاتول لاستیکی برای بدست آوردن هر چیز کمی استفاده کنید و پاکسازی را تسهیل کنید.

بگذارید صابون شما حداقل 24 ساعت قبل از تلاش برای خارج کردن آن از قالب سخت شود. پس از رسیدگی به اندازه کافی سخت ، می توانید در صورت دلخواه آن را به شکل / اندازه های مختلف برش دهید.

سرانجام ، صابون باید حدوداً یک ماه درمان کند تا اطمینان حاصل شود که واکنش saponification کاملاً مناسب است کامل و خشک کردن آب اضافی. پس از اینکه به طور کامل درمان شد ، می توانید از استفاده از صابون خانگی خود لذت ببرید!

و این تقریباً همین است! همانطور که مشاهده می کنید ، روشی آسان است.

حالا که می دانید چگونه صابون خود را درست کنید ، و شیمی را در پشت آن می فهمید ، زمان آن است که رویه آزمایشی را عملی کنید!

در صورت داشتن هرگونه سؤال یا پیشنهادی در نظرات به ما اطلاع دهید. همچنین ، احساس رایگان کنید تا نتایج اولین دسته صابون خود را به اشتراک بگذارید!