Проект на тему Мыловарение



Проект по химии«Мыловарение»

Автор:

10 класс, Старостина Дарья Станиславовна

Научный руководитель:

Преподаватель химии, Алмакова Нина Анатольевна

Самарская обл. 2013

Введение……………………………………………………………

Глава 1. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) …………………………

1.1. Строение ПАВ. Моющее действие ПАВ. .………………

1.2. Состав мыла. ……………………………………………….

Глава 2. Получение мыла. …………………………………………………..

2.1. Получение мыла(1 способ)………………………………………………..

2.2. Получение мыла(2 способ)………………………………………………..

2.3.Приготовление мыла на основе «детского». ………………………………….

2.4. Мыло «с нуля». …………………………………………………………………

Заключение…………………………………………………………………..

Список использованной литературы…………………………………….

Приложения

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. В настоящее время процесс варения мыла в домашних условиях становится все больше популярным. Ведь необычные ароматные кусочки мыла всегда ценились людьми и служили хорошим подарком. Кстати, мыло человеку было известно еще задолго до наступления нашей эры, его история насчитывает около 6 тысяч лет. Для приготовления мыла в конце средних веков применяли животные жиры, а также растительные масла (конопляное, льняное). В издаваемых в России в 80-90 годах 19 века пособиях по ведению домашнего хозяйства для стирки любого вида белья рекомендовалось мыло. В конце 19 века в России большую популярность у населения имели такие мыла как «Маково — масляное», «Калийное». При рекламе мыла в те времена часто пользовались известным изречением Либиха, что культуру народа можно определить по количеству расходуемого мыла. Недавно я наткнулась в интернете на шедевры мыловарения простых людей и решила попробовать освоить эту область рукоделия. Ведь сейчас все больше людей выбирают натуральные продукты, в том числе и косметические. И мыло здесь не исключение. Ведь так приятно умыться кусочком, в состав которого входят любимые эфирные масла, натуральные наполнители вроде лаванды, шоколада, овсяных хлопьев и многого другого, натуральные красители.  Только вот разобраться бы, где и как получить натуральное мыло. Оказывается, его можно изготовить у себя на кухне. Сам процесс безумно  увлекательный и приятный: он позволяет отвлечься от дел насущных, дает полет фантазии, во время производства мыла дом наполняется чудесными ароматами масел и пряных трав, что не может не сказаться положительно на атмосфере и уюте.  Ну и самое главное – это результат. Попробовав раз мыльце ручной работы, уже вряд ли захочется пользоваться обычным покупным мылом. Вот я и решила получить мыло пока в кабинете химии.

Цель реферативного исследования:

Приготовить мыло тремя способами- «с нуля», на основе детского, горячим способом.

Задачи реферативного исследования:

-Проанализировать литературу по теме исследования;

-Изучить технологии изготовления мыла ручной работы;

-Выбрать подходящие технологии приготовления мыла «с нуля», на основе детского, горячим способом;

-Приготовить мыло ручной работы.

Глава 1. Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

1.1. Строение ПАВ. Моющее действие ПАВ.

Строение ПАВ удобнее всего рассмотреть на примере мыла. Главная составная часть мыла — натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот. Стеарат натрия С17Н35СООКа состоит из углеводородного радикала — гидрофобная часть молекулы и полярной группы СООКа — гидрофильная часть (рис. 1). Гидрофильная часть способствует растворению в воде или других полярных растворителях, гидрофобная — выталкиванию из воды.

Рис. 1. Строение молекулы ПАВ

гидрофобнаягидрофильная

частьчасть

Важное свойство ПАВ — поверхностная активность — способность молекул адсорбироваться на границе раздела фаз и понижать поверхностное натяжение жидкости.

В растворе мыла находятся как свободные молекулы ПАВ, так и коллоидные частицы — мицеллы. Моющий раствор представляет собой полуколлоид — или лиофильный золь. В этой системе возможны взаимные переходы по следующей схеме:

Молекулярный раствор зольгель

(отдельные молекулы) (мицеллы) (кусок мыла)

Моющим раствором называется такой раствор, в котором достигнута определенная концентрация ПАВ — критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). ККМ — это не точное значение концентрации, а некоторый узкий интервал концентраций, в котором начинается мицеллообразование. Моющее действие ПАВ обусловлено их взаимодействием с гидрофобными частицами загрязняющих веществ. Когда раствор детергента приходит в контакт с загрязненной поверхностью, молекулы ПАВ образуют адсорбционные слои как на загрязняющих веществах, так и на поверхности очищаемого объекта. Адсорбционные слои сильно понижают поверхностное натяжение на границе твердое тело—раствор и одновременно значительно улучшают смачивание поверхности водой. Постепенное проникновение молекул ПАВ между частицами загрязняющего вещества и волокнами приводит к возникновению расклинивающего давления, в результате чего загрязнение отрывается от поверхности (рис. 2). Окруженные молекулами ПАВ частицы загрязняющего вещества образуют в растворе эмульсии и суспензии. Молекулы ПАВ играют также роль стабилизаторов, предотвращают коагуляцию и повторное осаждение загрязнения на ткани.

Рис. 2. Моющее действие ПАВ

Моющее действие ПАВ обусловлено еще и тем, что детергенты образуют высокоустойчивые пены. Гидрофобные пузырьки пены флотируют частицы загрязнений. Свойством ПАВ, усиливающим их моющее действие, является солюбилизация — растворение нерастворимых в обычных условиях веществ путем включения их внутрь мицелл.

1.2. Состав мыла.

Главным компонентом мыла являются калиевые и натриевые соли высших алифатических кислот (С12—С18) — пальмитат, стеарат, олеат. В состав хозяйственного мыла входят также синтетические жирные кислоты двух фракций: С10—С16 и С17—С20. Для производства мыла также применяют нафтеновые кислоты (монокарбоновые кислоты ряда циклопентана и циклогексана) — асидол. Асидол обладает бактерицидными свойствами. В состав хозяйственного мыла входит 12—15% канифоли. Введение канифоли в больших количествах делает мыло мягким и липким. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, получаемых при переработке живицы хвойных деревьев.

Кусковое туалетное мыло является старейшим средством личной гигиены, используемым человечеством. Оно относится к косметико-гигиеническим моющим средствам (подробнее будет рассмотрено в соответствующей теме). Мыло содержит меньше воды — до 12 %, отбеливатели типа ТiO2, красители и др. Хорошие сорта туалетного мыла содержат до 50% мыла, полученного из кокосового или пальмового масла. Иногда туалетное мыло содержит до 10% свободных жирных кислот. Самое дорогое туалетное мыло целиком изготавливают из кокосового масла. Мыло может содержать различные наполнители. Некоторые натриевые соли (Nа2СО3, Nа2В4О7, Nа2SiO3) при растворении в воде приводят к подщелачиванию. Клеи (казеиновый, казеиновый студень) и углеводы (крахмал) способствуют пенообразованию и стойкости пены, однако моющей способностью не обладают, в качестве наполнителя в дорогих сортах мыла используется сапонин, получаемый из некоторых растений. Он хорошо растворяется в воде, и его раствор сильно пенится. Для устранения жесткости в мыло вводят пентанатрийтрифосфат Nа5Р3О10. Анион Р3О10 связывает ионы Са2+ и Мg2+.

Глава 2. Получение мыла.

2.1. Получение мыла(1 способ).

Реактивы и оборудование: концентрированная щелочь (35-40%), спирт, краситель, жир, насыщенный раствор поваренной соли, 5-% раствор медного купороса (CuSO4); коническая колба емкостью 50 или 100 мл, электрическая плитка, асбестовая сетка, химический стакан емкостью 100 мл, стеклянная палочка.

Ход работы. В коническую колбу емкостью 50 или 100 мл помещаем примерно одинаковое количество (по 3 мл) щелочи и спирта. Спирт используем этиловый, изопропиловый, бутиловый или одеколон, играющий одновременно роль растворителя и отдушки. Интерес учащихся к работе возрастает, если получать мыла с различной окраской. Для этого к смеси спирта со щелочью добавляем несколько крупинок красителя. Так, n-нитроанилиновый красный придает мылу сиреневую окраску, нафтолоранж окрашивает мыло в оранжевый цвет, а n-нитроазосалициловая кислота – в розовый цвет. Далее в колбу добавляем 3 мл жира. В качестве жира удобнее брать подсолнечное масло, так как легко отмерить нужный объем его, и получающееся мыло имеет приятный запах, светло-желтый цвет, поэтому отдушки и красители в этом случае не применяются. Но можно брать и любой другой жир. Твердые жиры лучше предварительно растопить. Колбу с содержимым ставим на асбестовую сетку и на электрической плитке нагреваем (слабо разогретой) в течение 3 минут.

Пока колба нагревается, в химический стакан емкостью 100 мл наливаем 20 мл насыщенного раствора поваренной соли, затем 1 мл 40-% раствора щелочи и несколько капель 5-% раствора медного купороса. Итак, мы получили раствор для высаливания мыла. Законченность гидролиза определяем, набрав и рассмотрев в тонкую стеклянную трубочку гидролизат. Если жидкость в трубочке расслоилась, то гидролиз еще не закончен. Отсутствие расслоения свидетельствует о полном гидролизе жира. Гидролизат выливаем в стаканчик, содержащий хлорид натрия и гидроксид меди (II). Исчезновение голубых хлопьев гидроксида меди (II) и появление темно-синей окраски свидетельствует о наличие глицерина. Мыло, всплывшее наверх, собираем в марлю и отжимаем.

Реактивы и оборудование: говяжий и свиной жир, раствор щелочи (NaOH), вода, 20% раствор хлорида натрия (NaCl); керамический или стальной сосуд, водяная баня, ткань.

Ход работы. В керамическом или стальном сосуде расплавьте 70 г говяжьего и 30 г свиного жира, при перемешивании порциями добавьте раствор 25 г едкого натра в 30 мл воды и грейте смесь 30 минут на кипящей водяной бане, добавляя по мере испарения воду. Добавьте 100 мл 20-% 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 разомните и, подогрев, придайте желаемую форму. Из-за остатков щелочи использовать полученный продукт в быту нельзя, но для изучения химических свойств мыла он пригоден.

Уравнение реакции:

СН2 – О – СО – С17Н35

| CН2 – ОН

CН – О – СО – С17Н35 + 3NaOH |

| CН – ОН + 3С17Н35СООNa

2 – О – СО – С17Н35 | мыло

2 – ОН

Опыт №1. Взаимодействие мыла с кислотами и солями

Реактивы и оборудование: раствор мыла, дистиллированная вода, серная или соляная кислота, раствор медного или железного купороса; химический стакан, штатив с пробирками.

Ход работы. К раствору мыла в дистиллированной воде добавьте несколько капель серной или соляной кислоты, затем раствора медного или железного купороса.

Наблюдения: выпадение осадков малорастворимой в воде кислоты или соли.

Уравнение реакции:

RCOONa + HCl RCOOH + NaCl

2RCOONa + CuSO4 (RCOO)2 Cu + Na2SO4

Вывод:

Соли высших жирных кислот, кроме солей калия, натрия 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.

2.2. Получение мыла(2 способ).

Реактивы и оборудование: говяжий и свиной жир, раствор щелочи (NaOH), вода, 20% раствор хлорида натрия (NaCl); керамический или стальной сосуд, водяная баня, ткань.

Ход работы. В керамическом или стальном сосуде расплавьте 70 г говяжьего и 30 г свиного жира, при перемешивании порциями добавьте раствор 25 г едкого натра в 30 мл воды и грейте смесь 30 минут на кипящей водяной бане, добавляя по мере испарения воду. Добавьте 100 мл 20-% 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 разомните и, подогрев, придайте желаемую форму. Из-за остатков щелочи использовать полученный продукт в быту нельзя, но для изучения химических свойств мыла он пригоден.

Уравнение реакции:

СН2 – О – СО – С17Н35

| CН2 – ОН

CН – О – СО – С17Н35 + 3NaOH |

| CН – ОН + 3С17Н35СООNa

2 – О – СО – С17Н35 | мыло

2 – ОН

Опыт №1. Взаимодействие мыла с кислотами и солями

Реактивы и оборудование: раствор мыла, дистиллированная вода, серная или соляная кислота, раствор медного или железного купороса; химический стакан, штатив с пробирками.

Ход работы. К раствору мыла в дистиллированной воде добавьте несколько капель серной или соляной кислоты, затем раствора медного или железного купороса.

Наблюдения: выпадение осадков малорастворимой в воде кислоты или соли.

Уравнение реакции:

RCOONa + HCl RCOOH + NaCl

2RCOONa + CuSO4 (RCOO) 2 Cu + Na2SO4

Вывод:

Соли высших жирных кислот, кроме солей калия, натрия 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.

2.3. Приготовление мыла на основе «детского».

Для того чтобы приготовить мыло в домашних условиях Нам потребуются: — терка;- миска; — базовые масла подойдет любое, лишь бы без запаха оливка, миндаль, ши, кокос, облепиха и т.д.; — детское мыло без запаха; — любое лекарственное растение (сухое) — крапива, череда, а так же могут быть измельченные лепестки роз, просеянные отруби и т.д.; — натуральное эфирное масло (на вкус);- две кастрюли; — формочки для мыла; Делаем водяную баню: берем две кастрюли — одну большую, другую поменьше, в большую кастрюлю наливаем воду, ставим в нее маленькую кастрюлю и нагреваем. В это время на мелкой терке трем детское мыло, причем, чем мельче, тем быстрее оно расплавится. Как только вода в кастрюле нагреется, наливаем в маленькую кастрюлю оливковое масло. На 100 г. мыла идет 2 ст. ложки масла, если налить больше масла, мыло станет мягким как пластилин, поэтому не перебарщиваем. В нагретое масло высыпаем мыльную крошку, добавляем горячую воду 150-200 мл и хорошо все перемешиваем. Смесь должна быть как тесто на оладьи, если получается очень густой, добавляем еще воды, накрываем кастрюлю крышкой и даем попариться. Сухую траву размельчаем на кофемолке, добавляем в массу и перемешиваем. Берем формочки и смазываем их натуральным эфирным маслом. Во-первых, будет легче вынимать мыло, а во-вторых, запах приятный. Разливаем горячую смесь по формочкам и оставляем на 4-5 часов, после чего вынимаем и досушиваем еще около недели. 

2.4. Мыло «с нуля».

Способ приготовления мыло с нуля — самый сложный. Здесь необходимо соблюдать все правила и иметь опыт приготовления мыла. Процесс изготовления мыла с нуля длительнее, чем на мыльной основе. Требуется до 6 недель, чтобы добиться нейтрального pH баланса.Чтобы сделать мыло с нуля нам понадобятся:- щелочь — каустическая сода (NaOH);- масло основа (без сильного запаха);- эфирные масла, для придания аромата и цвета;- украшения (блестки, цветочки, люфа и другие растения);- инструменты (мерные ложечки, 2 кастрюли для водяной бани из нержавеющей стали, перчатки и очки для работы со щелочью, платок на голову, фартук, блендер или миксер, терка или нож для воска, пластмассовая палочка для размешивания и мягкие формы для заливки мыла).

Итак,

1. Приготавливаем масляную основу на водяной бане, т.е. растапливаем твердые масла и воск.2. Самое опасное в приготовление мыла с нуля – это щелочь.Чтобы обезопасить себя от попадания щелочи на кожу, надеваем фартук и резиновые перчатки. Также, стелим на стол клеенку и убираем всё лишнее. Приготавливаем посуду для приготовления косметики, она должна быть чистой.Отмеряем необходимое количество воды и щелочи. Ставим стеклянную банку в посуду с холодной водой. Теперь помешиваем и тихонько засыпаем щелочь в воду.Внимание! Делать наоборот ни в коем случае нельзя! Так как при соединении воды и щелочи происходит сильное выделение тепла, поэтому банка нагревается и может вызвать взрыв.3. Теперь переходим к этапу смешивания. Необходимо, чтобы раствор щелочи и масла были одинаковой температуры, измеряем термометром или прикоснувшись рукой к посуде. Заливаем щелочь в масло, взбивая миксером до консистенции сметаны. 4. Добавляем необходимые эфирные масла и снова взбиваем. Если в составе должны быть глина или другие составляющие, добавляем их на этом этапе. 5. Раскладываем мыло по приготовленным формам. Укутываем формы полотенцем или одеялом. Оставляем на 3 дня остывать и твердеть. Затем убираем полотенце и оставляем мыло еще на месяц в темном прохладном месте, чтобы снизить кислотность и добиться нейтрального pH. Разрезаем на кусочки и пользуемся.

Глава3.Практическая часть

Заключение

Ввести текст

Выводы:

Список использованной литературы

Афанасьев А.Г. Химия за рубежом (Применение микрокапсул: обзор с примерами). М.: Знание. 1985. 48 с.

Вилламо Х. Косметическая химия: Пер. с фин. М.: Мир. 1990. 288 с.

Войцеховская Л.Л., Вольфензон И.И. Косметика сегодня. М.: Химия. 1991. 176 с.

Давыдова С.Л. Химия в косметике. М.: Знание. 1990. 48 с.

Енгелфрид Ю., Малхолл А., Плетнева Т.В. Как защитить себя от опасных веществ в быту. М.: МГУ. 1994. 96 с.

Еремеев В.И., Подгайская И.Б. Химия вокруг нас // Химия в школе. 2002. №3. С. 76 – 80.

Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. М.: Высшая школа. 1992. 192 с.

Нифантьев Э.Е., Парамонова Н.Г. Основы прикладной химии: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. М.: Гуманит. изд. центр «ВЛАДОС». 2002. 144 с.

Новожилов В.А. В мире запахов. М.: Знание. 1988. 48 с.

Пичугина Г.В. Блеск и сила здоровых волос с точки зрения химика // Химия в школе. 2000. №1. С. 81 – 85.

Пичугина Г.В. Повторяем химию на примерах из повседневной жизни: Сборник заданий для старшеклассников и абитуриентов с ответами и решениями. М.: АКРИ. 1999. 136 с.

Плетнев М.Ю. Косметико-гигиенические моющие средства. М.: Химия. 1990. 367 с.

Популярная медицинская энциклопедия / Гл. ред. Б.В.Петровский. М.: Советская энциклопедия. 1979. 704 с.

Родыгина И.В., Родыгин М.Ю. Химия в знакомых предметах: мыло // Химия в школе. 2002. №10. С. 49 – 52.

Симонова Т.И., Нелюбова Е.Г., Панфилова Л.В., Костылева И.Б. Химические аспекты экологических проблем окружающей среды. Самара: СГПУ. 2004. 294 с.

Химия для всех: Хрестоматия. Кн. 6. Будь здоров! / Авт.-сост. Л.Л.Макарова, Т.Г.Санникова. Ижевск: Издательский дом «Удмуртский ун-т». 2000. 164 с.

Шпаковская Т.Д., Петров А.В. Маленькие секреты большдй стирки. М.:Химия. 1989. 249 с.

Юдин А.М. Химия в нашем доме. М.: Химия. 1990. 272 с.

Юдин А.М., Сучков В.И. Химия в быту. М.: Химия. 1979. 208 с.

20.Интернет



sitemap
sitemap