일반화학실험 | 비누 제조법

 

 

 

비누는 우리생활에 밀접한 관계를 가지고 있는 물질이다. 이것은 여러 종류의 동물에서 얻어지는 지방이나 식물유를 가성소다로 가수 분해하여 얻어진다. 최근에는 석유 화학에서 값싸게 얻을 수 있는 알킬 벤젠과 클로로 설폰산의 반응에서 얻어진 알킬 벤젠 설포네이트가 많이 사용되었으나, 생분해성이 문제가 되어 공해의 주요인이 되었다. 생분해의 용이성에 대해 경성, 연성 세제로 구분되는데 분해가 용이한 선형 알킬 벤젠을 사용했을 경우 연성세제로 구분된다. 최근에는 이러한 분해성의 용이,공해문제, 물의 부영양화 등이 문제되어 천연오일등을 이용한 세제가 이용되고 있다.

 

 

 

비누화 반응

유지는 일반적으로 탄소수가 많은 고급 지방산(C_nH_2n+1COOH)인 stearic acid(C₁₇H₃₅COOH), palmitic acid(C₁₅H₃₁COOH), oleic acid(C₁₇H₃₃COOH) 따위와 glycerol((CH₂OH)₂CHOH)과의 에스테르(C_nH_2n+1COO)₃의 혼합물을 말하고 일반식은 다음과 같다. glyceridesms 알칼리와 함게 끓이면 비누화가 일어나서 지방산의 알칼리 금속염(비누)과 글리세롤이 생긴다.

 

 

비누를 만들때에는 사용하는 유지의 종류에 대한 NaOH의 양이 분제가 되며, 이들 양적 관계를 검화가라고 한다. 즉 유지 1g을 비누화하는데 필요한 KOH의 ㎎수로서 이 값을 알아야 그 유지 1g을 비누로 하는데 필요한 NaOH의 양을 알수 있다.

 

NaOH의 분자량/KOH의 분자량 = 검화가

NaOH(㎎) = 검화가 × 0.714

 

비누 원료로 사용하는 유지는 검화가가 높을수록 좋다.검화가가 낮으면 불검화물이 많을 수 있다. 또, 고급 지방산 글리세리드가 있게 되고, 높은 것은 저급 지방이 많아서 비누화가 용이하다. 예를 들면, 야자유아 같이 비누화값이 높은 것은 비누화가 잘된다. 비누화값이 낮은 것은 높은 것과 혼합하여 사용할 수도 있다.

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실험 방법

1. 비누화값

1) 폐식용유 1.5-2g을 플라스크에 넣은 후, 0.5N 알코올 KOH용액 25㎖를 첨가하고, 물 중탕에서 천천히 끓을 정도로 30분간 가열한다.

 

2) 이 사이에 플라스크를 조심스럽게 흔들어 비누화 반응을 촉진시킨다. 비누화가 끝나면 플라스크를 찬물로 냉각시키고 페놀프탈레인 지시약 1㎖를 넣은 다음, 과가 끝나면 플라스크를 찬물로 냉각시키고 페놀프탈레인 지시약 1㎖를 넣은 다음,과량의 KOH를 0.5N 염산 수용액으로 중화적정한다.

 

3) 동시에 바탕 실험으로 시료를 넣지 않은 알코올 KOH용액을 0.5N 염산 수용액으로 중화 적정한다.

 

4) 바탕 실험으로 쓰인 0.5N 염산 수용액의 ㎖와 본 실험에서 소비된 염산 수용액의 ㎖와의 차가 시료의 비누화에 사용된 0.5N KOH 용액의 부피(㎖)에 해당한다. 따라서 비누화 값은 다음과 같다.

 

비누화 값= 28.05(b-a)/시료의 g수

 

5) 이와 같이 비누화값을 측정하면 그 유지를 비누화시키는 데 필요한 수산화나트륨의 양을 구할 수 있다.

 

2. 비누 제조

1) 폐식용유 20g, 돼지기름 20g,야자유 10g을 비커에 넣고 여기에 NaOH 6g을 12㎖의 증류수에 녹인 용액을 가한 다음, 증류수의 증발을 막기 위해 시계접시로 덮고 물중탕을 15분동안 가열한다.

 

2) 가열하는 동안 잘 저어준다. 다시 NaOH 6g을 6㎖의 증류수에 녹인 용액을 가한다음, 1시간동안 계속 가열한다.

 

3) 반응이 끝나면 다음의 방법으로 비누화 반응을 완결 조사한다.

 

4) 손끝으로 문지르면 미끈미끈하면서 엷은 비늘 모양으로 된다.

 

5) 유리막대 끝에 묻혀 올리면 끈기가 있다.

 

6) 투명하고 균일한 풀 모양이 된다.

 

7) 손에 묻힐 때 기름기가 있거나 물방울이 있는 것은 좋지 않다.

 

8) 용액 전체가 반투명으로 되고 거품이 있는 상태이다. 소량을 알코올에 넣으면 완전히 녹는다.

 

 

 

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