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皂化定義
狹義定義——僅限於油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合,得到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應。皂化反應除常見的油脂與氫氧化鈉反應外,還有油脂與濃氨水的反應。
這個反應是製造肥皂流程中的一步,因此而得名。它的化學反應機制於1823年被法國科學家Eugène Chevreul發現。
廣義定義——鹼(通常為強鹼)和酯反應,而生產出醇和羧酸鹽,尤指油脂和鹼反應。
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化學反應
反應方程式
硬脂酸酯 (不溶於水)+氫氧化鈉>肥皂(溶於水特別是熱水)+甘油
油脂+氫氧化鈉>高級脂肪酸鈉+甘油
向溶液中加入氯化鈉可以分離出脂肪酸鈉,這一過程叫鹽析。高級脂肪酸鈉是肥皂的主要成分,經填充劑處理可得塊狀肥皂。
在皂化鍋中,充分攪拌並加熱,油脂層逐漸減少,最後液體不出現分層,即說明皂化反應完成。
加入NaCl細顆粒,在液體上方出現固體,即析出的高級脂肪酸鈉。
皂化反應和酯化反應不是互為可逆反應。
產生的甘油與水任意比混溶,吸溼性強
水解反應
脂肪和植物油的主要成分是甘油三酯,它們在鹼性條件下水解的方程式為:
C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH為油酸。
C15H31-:正十五烷基。R-COOH為軟脂酸。
C17H35-:正十七烷基。R-COOH為硬脂酸。
反應機制
第一步:酯與OHˉ的加成反應
第二步:消除反應
第三步:酸鹼反應(不可逆)
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皂化反應是一個放熱反應
皂化反應是一個較慢的化學反應,為了加快反應速度,可以在化學反應的過程中,保持系統的較高溫度。以物理方式不斷攪拌溶液以增加分子碰撞的數量。加入酒精,使混合得更充分。
習慣上,將1g油脂鹼水解所消耗的氫氧化鉀毫克數定義為皂化值。也可以利用它計算油脂的相對分子質量。
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去汙原理
肥皂分子有一端由許多碳和氫所組成的長鏈,稱為親油端;另一端則為親水性的原子團,稱為親水端。使用肥皂時,油汙被親油端吸附著,再由親水端牽入水中,達到洗淨效果。
幾種常見的去汙模擬圖
在家也可DIY製作肥皂的詳細操作流程(可以加入自己喜歡的精油味道哦!)
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