지방의 비누화 반응(Saponificationm Easter Hydrolysis)을 배우고, 실제로 비누를 제조해 본다.
비누에 대해 The Oxford English Dictionary는 “유지와 알칼리를 반응시켜 만든 물질로 세정에 이용되는 물질”로 정의 하고 있으며, Merriam-Webster Collegiate Dictionary은 “비누란 일반적으로 유지에 알칼리를 반응시켜 만들며, 본질적으로는 나트륨이나 칼륨의 지방산 염으로 이루어져 세정 및 유화에 이용되는 물질”로 정의하고 있다. 즉, 비누란 하나 이상의 지방산(fatty acid)과 알칼리(alkali)의 화학반응으로 만들어진 염으로 세정에 이용되는 물질을 말한다.
여기에서 ‘염’이란 산과 염기의 반응 생성물을 말한다. 지방산은 유기산에 속하며, 알칼리는 염기에 속하므로 따라서 비누는 ‘염’의 일종이다. 비누를 만드는 화학반응은 가수분해반응과 중화반응의 2단계를 거쳐 진행되는 매우 특이적인 반응으로 특히 이를 비누화 반응(saponification)이라고 칭한다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 250㎖ 비커에 물 10㎖와 95% 에탄올 10㎖를 넣고, 여기에 NaOH 3g을 넣어서 녹였습니다.
2) 옥수수기름 5g을 취하여 정확한 질량을 재었습니다. (5.123g이 나옴)
3) 100㎖ 비커에 옥수수기름 5.123g을 넣고, (1)에서 만든 용액에 넣었습니다.
4) 반응 혼합물을 물중탕으로 약 30분간 가열하면서 유리막대로 저었습니다. 이때, 물과 95% 에탄올을 1:1로 섞은 용액 20㎖를 조금씩 첨가하면서 실험을 진행하였습니다.
5) 또 다른 비커에 물 80㎖와 소금 25g을 넣고 소금이 다 녹을 때까지 잘 저어 주었습니다. 이 소금 수용액을 얼음을 담은 그릇에 넣어두었습니다. 수용액이 차가워졌고, 여기에 (4)에서 가열한 용액을 붓고 몇 분 동안 저어 주었습니다.
6) 5)까지 실험한 반응물을 상온에서 식혔습니다.
7) 거름종이의 질량을 재서 교재에 기록 하였습니다.
8) 감압 거름 장치를 꾸미고, 여기에 생긴 비누를 여과 하였습니다.
9) 비누와 거름종이를 함께 재어서 기록하였습니다.
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