Kā pārziepošana veido ziepes

Ziepes ir taukskābju sāls, ko iegūst pārziepjošanas reakcijā. Bombaert Patrick / EyeEm / Getty Images

Viena no senajiem cilvēkiem zināmajām organiskajām ķīmiskajām reakcijām bija ziepju pagatavošana ar reakciju, ko sauc pārziepjošana . Dabīgās ziepes ir taukskābju nātrija vai kālija sāļi, kas sākotnēji iegūti, vārot speķi vai citus dzīvnieku taukus kopā ar sārmu vai potašu (kālija hidroksīdu). Tauku hidrolīze un eļļas notiek, dodot glicerīns un neapstrādātas ziepes.

Ziepes un pārziepošanas reakcija

Šis ir pārziepjošanas reakcijas piemērs. Tods Helmenstīns

Rūpnieciskajā ziepju, tauku ( tauki no dzīvniekiem, piemēram, liellopiem un aitām) vai augu taukus karsē ar nātrija hidroksīdu. Kad pārziepjošanas reakcija ir pabeigta, ziepju nogulsnēšanai pievieno nātrija hlorīdu. Ūdens slānis tiek noņemts no maisījuma augšdaļas, un glicerīns tiek reģenerēts, izmantojot vakuumu destilācija .

Neapstrādātas ziepes, kas iegūtas pārziepjošanas reakcijā, satur nātrija hlorīdu, nātrija hidroksīdu un glicerīnu. Šos piemaisījumus noņem, vārot neapstrādātu ziepju biezpienu ūdenī un atkārtoti nogulsnējot ziepes ar sāli. Pēc tam, kad attīrīšanas process ir atkārtots vairākas reizes, ziepes var izmantot kā lētu rūpniecisko tīrīšanas līdzekli. Var pievienot smiltis vai pumeku, lai iegūtu tīrīšanas ziepes. Citas procedūras var izraisīt veļas, kosmētikas, šķidrās un citas ziepes.

Ziepju veidi

Pārziepjošanas reakciju var pielāgot dažādu veidu ziepju ražošanai:

Cietās ziepes : Cietās ziepes tiek pagatavotas, izmantojot nātrija hidroksīds (NaOH) vai sārmu. Īpaši labi tīrīšanas līdzekļi ir cietās ziepes ciets ūdens kas satur magniju, hlorīdu un kalciju joni .

Mīkstās ziepes : Mīkstās ziepes tiek pagatavotas, izmantojot kālija hidroksīdu (KOH), nevis nātrija hidroksīdu. Papildus tam, ka šāda veida ziepes ir mīkstākas, tām ir zemāka kušanas temperatūra. Lielākā daļa agrīno ziepju tika gatavotas, izmantojot kālija hidroksīdu, kas iegūts no koksnes pelniem un dzīvnieku taukiem. Mūsdienu mīkstās ziepes tiek gatavotas, izmantojot augu eļļas un citus polinepiesātinātos triglicerīdus. Šīs ziepes raksturo vājākas starpmolekulārie spēki starp sāļiem. Tie viegli izšķīst, taču arī mēdz neizturēt tik ilgi.

Litija ziepes : Virzoties lejup pa periodisko tabulu sārmu metālu grupā, ir skaidrs, ka ziepes var pagatavot, izmantojot litija hidroksīdu (LiOH) tikpat viegli kā NaOH vai KOH. Litija ziepes izmanto kā smērvielu. Dažreiz sarežģītas ziepes tiek pagatavotas, izmantojot litija ziepes un arī kalcija ziepes.

Eļļas gleznu pārziepjošana

Laika gaitā eļļas gleznas var tikt bojātas pārziepjošanas reakcijas rezultātā. Ivans / Getty Images

Dažreiz pārziepjošanas reakcija notiek nejauši. Eļļas krāsa tika izmantota, jo tā izturēja laika pārbaudi. Tomēr laika gaitā pārziepjošanas reakcija ir izraisījusi daudzu (bet ne visu) eļļas gleznu bojājumus, kas tapuši piecpadsmitajā līdz divdesmitajā gadsimtā.

Reakcija notiek, kad smago metālu sāļi, piemēram, sarkanajā svinā, cinka baltajā un svina baltajā, reaģē ar taukskābēm eļļā. Reakcijas rezultātā iegūtajām metāla ziepēm ir tendence migrēt uz gleznas virsmu, izraisot virsmas deformāciju un radot krīta krāsas maiņu, ko sauc par 'ziedēšanu' vai 'ziedēšanu'. Lai gan ķīmiskā analīze var identificēt pārziepjošanu, pirms tā kļūst acīmredzama, tiklīdz process sākas, to nevar izārstēt. Vienīgā efektīvā atjaunošanas metode ir retušēšana.

Pārziepošanas numurs

Kālija hidroksīda miligramu skaitu, kas nepieciešams viena grama tauku pārziepjošanai, sauc par to pārziepjošanas numurs , Koettstorfera numurs vai “sap”. Pārziepjošanas skaitlis atspoguļo savienojumā esošo taukskābju vidējo molekulmasu. Garās ķēdes taukskābēm ir zema pārziepjošanas vērtība, jo tās satur mazāk karbonskābes funkcionālo grupu vienā molekulā nekā īso ķēžu taukskābes. Sulu vērtību aprēķina kālija hidroksīdam, tāpēc ziepēm, kas ražotas, izmantojot nātrija hidroksīdu, tās vērtība jādala ar 1,403, kas ir attiecība starp KOH un NaOH molekulmasu.

Dažas eļļas, tauki un vaski tiek uzskatīti par tādiem nepārziepjojams . Šie savienojumi nespēj veidot ziepes, ja tos sajauc ar nātrija hidroksīdu vai kālija hidroksīdu. Nepārziepjojamo materiālu piemēri ir bišu vasks un minerāleļļa.

Avoti

• Anjonu un radniecīgi kaļķu ziepju dispersanti, Raymond G. Bistline Jr., in Anjonu virsmaktīvās vielas: organiskā ķīmija , Helmut Stache, ed., 56. sējums of Surfactant Science Series, CRC Press, 1996, 11. nodaļa, lpp. 632 , ISBN 0-8247-9394-3
• Kavičs, Sjūzena Millere. Dabīgo ziepju grāmata . Stāvu apgāds, 1994 ISBN 0-88266-888-9.
• Levijs, Mārtins (1958). “Ģipsis, sāls un soda senajā Mezopotāmijas ķīmiskajā tehnoloģijā”. Isis . 49 (3): 336–342 (341). doi: 10.1086/348678
• Šūmans, Klauss; Sīkmans, Kurts (2000). 'Ziepes'. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija . Vainheima: Wiley-VCH. doi: 10.1002/14356007.a24_247 . ISBN 3-527-30673-0.
• Vilkokss, Maikls (2000). 'Ziepes'. In Hilda Batler. Poucher's smaržas, kosmētika un ziepes (10. izdevums). Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. ISBN 0-7514-0479-9.