post

Сапун и видове сапуни

Сапун – от химична гледна точка е сол на висшите карбоксилни киселини и някой метал (най-често алкален), а от физикохимична гледна точка е повърхностно активно вещество (ПАВ). Сапуните намират най-различна употреба както в промишлеността, така и в бита, но най-популярен е санитарният сапун, който се използва като миещо средство още от дълбока древност.

Производство на сапун в духа на древните традиции

Първите сапуни са датирани приблизително 3000 години преди Новата ера, но няма точен период, към който може да се причисли откриването на миещия сапун. Смята се, че е създаден в Древна Месопотамия от три основни съставки – вода, алкали и мазнини от растителен или животински произход. Тази рецепта се използва до днес в различни вариации.

Например нашите баби и дядовци са варили сапун от свинска мас и натриева основа (сода каустик). В Близкия изток от прастари времена се използва зехтин вместо животинска мазнина. Колкото до съвременните производства на сапуни, те разчитат предимно на синтетични висши карбоксилни киселини. Възниква въпросът, какво е общото между карбосилните  киселини и мазнините?

Отговорът е прост: при хидролиза на мазнините те се разпадат до глицерол и висши карбоксилни киселини:

хидролиза на мазнини, сапуни, сапун

хидролиза на мазнини до глицерол и висши карбоксилни киселини

Хидролизата с алкална основа се нарича осапунване и вместо карбоксилни киселини се получават техни алкални соли, които вече споменахме под общото название сапуни:

C3H5(OOCC17H35)3 + 3NaOH → 3C17H35COONa + C3H5(OH)3

Днес всеки ентусиаст може да си направи сапун у дома дори без да го вари. Достатъчно е към слънчогледово, палмово или зехтиново масло да се прибави разтвор на натриева основа (Внимание! – има разяждащо действие) в подходящите пропорции и да се разбърка сместта с пасатор. След това получената каша се излива в калъп или силиконови форми. Те престояват около 24 часа при стайна температура изолирани от околната среда. Когато сапуните се извадят, се оставят малко повече от 2 седмици на въздух в хладно проветриво помещение да „узреят“ и след това са готови за употреба.  Целият процес по изработката ще бъде описан стъпка по стъпка в отделна публикация.

Видове сапуни и приложение

сапун

френски натурален сапун от зехтин – една от най-старите марки в Европа

Получените алкални сапуни могат да бъдат твърди – ако са соли на натрия и меки – ако са соли на калия. При по-широка класификация всяка сол на метал и висша карбоксилна киселина също спада към сапуните. Например при багренето на платове се използва течен сапун като омокрител. Сапуни (калциев, натриев и литиев стеарат) се употребяват и като сгъстители в смазочните масла и смазочната грес. Медните сапуни намират приложение в селското стопанство и при изработката на бои за плавателните съдове.

примери за сапуни:

C15H31COONa (натриев палмитат)  C17H33COONa (натриев олеат)  C17H35COONa (натриев стеарат) – натриевият олеат има два водородни атома по-малко от стеарата заради наличието на двойна връзка посредата на веригата.

Механизъм на отмиване

Тъй като сапуните са повърхностно активни вещества, те използват физикохимични процеси за отстраняване на онечистванията от замърсената повърхност. При попадането им във вода,  молекулите на солите на карбоксилните киселини се дисоциират на метални катиони и карбоксилни аниони:

 C17H35COONa ↔  C17H35COO + Na+

Карбоксилните аниони се състоят от силно полярна функционална група -COO (хидрофилна), която се ориентира към водните молекули и неполярна въглеводородна верига -C17H35 (хидрофобна), която се насочва в противоположната посока.

мицелен агрегат, сапуни, сапун

мицелен агрегат от карбоксилни аниони на сапун – бялото са хидрофилните групи, а оранжевата част са хидрофобните въглеводородни вериги.

Част от анионите излизат и се натрупват по повърхността на водните капки, намаляват повърхностното напрежение на водата и ѝ позволяват да омокря неразтворими в нея замърсявания. При навлизане на въздух в сапунения разтвор се образуват мехурчета и се заформя пяна. Тя увеличава омокрящата водна повърхност и практически разтваря неполярните молекули.

Друга част от анионите остават вътре в обема на водата, като образуват сферични мицелни агрегати. В тях хидрофобните части са ориентирани навътре в сферата, а хидрофилните към водния разтвор. В тези мицелни агрегати, карбоксилните аниони обикновено обграждат неразтворимите във водата онечиствания и по този начин ги правят разтворими и лесни за отмиване.

Тъй като в кисела среда сапуните взаимодействат с йоните на киселината, те загубват миещото си действие. Причината е, че се получават карбоксилни киселини и карбоксилните аниони се изчерпват от разтвора. Твърдите води също имат негативно въздействие върху ефективността на сапуна, защото се получават неразтворими калциеви и магнезиеви сапуни. Затова при миене с твърда вода, разходът на сапун е далеч по-голям от обичайния.

Промишлено получаване

Промишленото получаване става не по стандартния метод, а чрез хидролиза на синтетични карбоксилни киселини с вода и натриев карбонат.  Полученият продукт е клей, който съдържа сапун, глицерол и други онечиствания. За да се извлече само сапуна се използва процес на изсолване с готварска сол. При него клеят се пресича и сапуните изплуват на повърхността, а глицеролът и другите съставки се утаяват. Съвременното производство на сапун предлага изключителен набор от цветни и ароматизирани продукти. Това се дължи на факта, че към сапуните се добавят и различни багрила и ароматни масла.

Сходни Публикации

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Leave the field below empty!