[화학]비누의 제조

소개

화학실험레포트

목차

1.실험목적
2.실험이론
3.실험기구및시약
4.실험방법
5.실험결과
6.고찰

본문내용

1. 실험 목표
동물성과 식물성 기름을 이용해서 비누를 만들어 본다.

2. 실험 이론
유지는 고급 지방산의 글리세린 에스테르로서 유지에 알칼리를 작용시키면 고급 지방산의 염과 글리세린이 된다. 이와 같은 반응을 비누화 반응이라 한다.

(RCOO)3C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa + C3H5(OH)3

비누는 분자 안에 소수성기(탄화수소기)와 친수성기(-COONa, -COOK)를 같이 가지고 있어서 소수성기는 기름 부분을 잡아 당기고, 친수성 부분은 물을 잡아당기므로 기름때 입자를 물 속으로 분산시켜 세탁작용을 한다.


(1) 비누에 대해서
비누는 긴 사슬로 된 지방산 나트륨 혹은 칼륨염이다. 대부분의 고체비누는 이 실험에서 만들고자 하는 것과 같은 나트륨 염이다. 출발물질은 지방산의 글리세롤에스테르인 지방이나 기름이다. 면실유 같은 대표적인 식용 기름과 진산 수산화나트륨용액이 주요 반응물질이다. 에탄올은 반응물질의 공통용매로 사용되며 따라서 반응을 촉진시킨다. 이것은 상품비누제조에는 사용되지 않는다.

♤ 비누의 특성
㉠ 비누는 세탁효과가 좋고 거품이 잘 생기지만 헹굴때는 사라지며, 세탁한 직물의 촉감이 좋고 피부를 거칠게 하거나 환경을 오염시키는 일이 비교적 적어서 많이 사용된다.
㉡ 수용액에서는 유리지방산을 생성하고 알칼리성을 나타낸다.
㉢ 산성용액에서는 사용할 수 없다. 이때 생성된 유리지방산은 물에 용해되지 않고 세탁물에 부착된다.
㉣ 약알칼리성에서 효과가 좋다. 약간의 알칼리를 첨가하면 비누의 가수분해를 방지하고 유리지방산의 생성을 방지할 수 있다.
㉤ 경수(센물)와 반응하여 칼슘비누 침전이 생긴다. 경수중의 칼슘, 마그네슘, 철 이온과 결합하여 불용성 금속비누를 만들어 침전한다.

㉥ 센물에서 Ca2+, Mg2+ 때문에 비누가 녹지 않고 흰 침전이 생기므로 세척의 효과가 없으므로 단물을 사용하여야 한다.

♤ 비누의 제조
㉠ 감화법
유지를 알칼리와 함께 가열하면 유지가 가수분해되어 지방산나트륨인 비누와 글리세롤을 생성하는데 이같은 유지의 가수분해를 감화라 한다.
㉡ 중화법
유지를 산이나 금속산화물 같은 촉매를 쓰고 고온고압에서 가수분해하여 글리세롤과 지방 산으로 분해하여 얻어진 지방산을 정제한 수 염기로 중화시킨다.
㉢ 에스테르 교환법
유지를 촉매 존재하에 메탄올과의 에스테를 교환에 의해 지방산 메틸에스테르가 생성되고 글리세롤이 분리되는 데 이때 얻어진 지방산 메틸에스테르를 증류에 의해 정제한 수 알칼 리로 감화하면 비누와 메탄올이 생성된다.

참고자료

· - "유기화학", 6thed, Ralph. J. Fessenden, Joan. S. Fessenden, 허태성외 공역, 자유 아카데미(1999)
· - "유기공업화학", 4thed, 김경림 저, 동명사(1996)
· - 인터넷: http://kdaq.empas.com/dbdic/dbdic_db_view.jsp?num=423178
· http://100.empas.com/entry.html