肥皂,這個(gè)我們經(jīng)常用到的小家伙,可真是個(gè)神奇的存在。它既能幫我們清理衣物上的污漬,又能變成漫天飛舞的泡泡,給我們帶來(lái)無(wú)盡的樂(lè)趣。你有沒(méi)有想過(guò),這么實(shí)用又有趣的肥皂究竟是怎么來(lái)的呢?別急,今天我們一起動(dòng)手做個(gè)實(shí)驗(yàn),揭開(kāi)肥皂制作的秘密!
實(shí)驗(yàn)材料
氫氧化鈉溶液,椰子油,95%醫(yī)用酒精,飽和食鹽水,酒精燈,三腳架,陶土網(wǎng),2個(gè)50 mL燒杯,玻璃棒,10 mL、25 mL、50 mL量筒各1個(gè),膠頭滴管,藥匙,紗布,模具,橡膠手套,如圖1。
飽和食鹽水的配制方法:在50 mL燒杯中倒入20 mL清水,然后邊加入食鹽邊攪拌,直至食鹽不再溶解于水,得到的溶液便是飽和食鹽水。
實(shí)驗(yàn)步驟
1.用量筒搭配膠頭滴管,分別量取椰子油40 mL、氫氧化鈉溶液20 mL、95%醫(yī)用酒精10 mL,如圖2。
注意:氫氧化鈉是一種強(qiáng)堿,具有腐蝕性,實(shí)驗(yàn)操作時(shí)需佩戴橡膠手套,避免直接接觸皮膚。
2.將量取好的椰子油和95%醫(yī)用酒精倒入燒杯中加熱1至2分鐘,在加熱過(guò)程中,用玻璃棒攪拌椰子油和95%醫(yī)用酒精的混合液,使之受熱均勻。如圖3。
3.將量取好的氫氧化鈉溶液倒入加熱后的椰子油和95%醫(yī)用酒精混合溶液中,繼續(xù)加熱,并用玻璃棒攪拌。堿液與油脂混合的初期,水和油不相溶,快速攪拌可使油和水迅速溶在一起,如圖4。
4.繼續(xù)用玻璃棒攪拌,直至燒杯內(nèi)出現(xiàn)大量固體,停止加熱后熄滅酒精燈,皂化反應(yīng)完成,如圖5。若反應(yīng)過(guò)程控制得當(dāng),最終能形成超級(jí)皂化現(xiàn)象,如圖6。
5.皂化結(jié)束后,注入飽和食鹽水,進(jìn)行鹽析,此時(shí)可觀察到固液分層,上層固體主要是高級(jí)脂肪酸鈉,即肥皂的主要成分,下層主要成分是甘油,如圖7。
6.將紗布覆蓋在燒杯上,如紗布網(wǎng)格太大,可墊一張濾紙,如圖8。過(guò)濾得到皂化液中的固體,放入模具中定型,如圖9。
原理說(shuō)一說(shuō)
皂化反應(yīng)通常指堿(通常為強(qiáng)堿)和酯反應(yīng),尤指堿和油脂反應(yīng),生成醇和羧酸鹽。狹義地講,皂化反應(yīng)僅限于油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合,得到高級(jí)脂肪酸鈉或鉀和甘油的反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)是制造肥皂流程中的一步,因此得名。
油脂在堿液中溶解度很小,加入酒精能促進(jìn)油脂溶解,使反應(yīng)物成為均一的液體,提高反應(yīng)速率。
肥皂的制作工藝流程如圖10。
在自制肥皂的過(guò)程中還可加入喜歡的香精或色素,以獲得更加芳香的氣味或多彩的顏色。注意,由于制作過(guò)程中要使用強(qiáng)堿,為保證肥皂的安全性,可用pH試紙檢測(cè)肥皂的酸堿度。肥皂的pH值在10左右,如果檢測(cè)到的酸堿度高于這個(gè)數(shù)值,可以放置一段時(shí)間,待肥皂的堿性變?nèi)鹾笤偈褂谩?/p>
拓展小課堂
在廣義上,油脂、蠟、松香或脂肪酸等和堿類發(fā)生皂化或中和反應(yīng)得到的脂肪酸鈉鹽,都可稱為肥皂。肥皂能溶于水,有洗滌去污作用。
肥皂分子結(jié)構(gòu)可以分成兩個(gè)部分:不溶于水的“親油基”和溶于水的“親水基”。當(dāng)肥皂分子進(jìn)入水中時(shí),具有極性的“親水基”會(huì)破壞水分子間的吸引力,而使水的表面張力降低。
洗滌有油污的衣物時(shí),“親水基”滲入水層中,“親油基”則進(jìn)入油漬顆粒中,在揉搓作用下,油漬顆粒完全被肥皂分子包圍而進(jìn)入水層,再經(jīng)摩擦、振動(dòng)、分散,成為乳濁液,原本不相溶的油和水就變成了“油水交融”的污水,隨著漂洗、擰干,油污被清洗掉。這就是肥皂去污的秘密。
需要注意的是,用完肥皂后,最好將它放在干燥處,既方便再次使用,又能避免細(xì)菌滋生。