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皂化反应
皂化反应(英文:Saponification)是碱(通常为强碱)催化下的酯被水解,而生产出醇和羧酸盐,尤指油脂的水解。
狭义的讲,皂化反应仅限于油脂与氢氧化钠或氢氧化钾混合,得到高级脂肪酸的钠/钾盐和甘油的反应。这个反应是制造肥皂流程中的一步,因此而得名。它的化学反应机制于1823年被法国科学家Eugène Chevreul发现。
化学反应
皂化反应是一个放热反应。
皂化反应是一个较慢的化学反应,为了加快反应速度,可以在化学反应的过程中:
保持系统的较高温度。
以物理方式不断搅拌溶液以增加分子碰撞的数量。
加入酒精,使混合得更充分
反应机制
第一步:酯与OH−的加成反应
第二步:消除反应
第三步:酸碱反应(不可逆)
反应方程式
脂肪和植物油的主要成分是三酸甘油酯,它的碱水解方程式为:
R基可能不同,但生成的R-COONa都可以做肥皂
油脂
常见的R-有:
C17H33-:8-十七碳烯基。R-COOH为油酸。
C15H31-:正十五烷基。R-COOH为软脂酸。
C17H35-:正十七烷基。R-COOH为硬脂酸。
油酸是单不饱和脂肪酸,由油水解得;软、硬脂酸都是饱和脂肪酸,由脂肪水解得。
如果使用氢氧化钾水解,得到的肥皂是软的。
向溶液中加入氯化钠可以分离出脂肪酸盐,这一过程叫盐析。高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,经填充剂处理可得块状肥皂。
钾皂
去污原理
肥皂分子有一端由许多碳和氢所组成的长链,称为亲油端;另一端则为亲水性的原子团,称为亲水端。
使用肥皂时,油污被亲油端吸附着,再由亲水端牵入水中,达到洗净效果。
肥皂的工业制造流程
①熔化: 把所需的油脂加在熔油槽中熔化
②皂化: 放入皂化锅中与液碱发生反应,生成肥皂及甘油(两次皂化)
③盐析:加入食盐的办法把肥皂和甘油分开,并尽力洗去杂质及色素
④补充皂化:少量未皂化油脂加过量碱液补充皂化
⑤四次盐析:
进一步洗出皂粒中的甘油、杂质及色素,改善色泽,提高纯度
⑥冷凝成型:
加填充剂,辅料,调匀冷凝、截切、烘干、装箱