동물성과 식물성 기름을 이용해서 비누를 만들어보고, 비누의 대체 물질로 활용되고 있는 합성 세제도 함께 합성한다.
계면 활성제(Surfactant) : Surface Active Reagent
물의 표면 장력을 약화시켜 물과 기름이 서로 섞이게 하는 물질로 분자 구조는 기름에 잘 섞이는 소수성기(hydrophobic) 부분과 물에 잘 섞이는 친수성기(hydrophilic) 부분으로 구성된다.
비누는 계면활성제의 대표적인 예로 분자의 양쪽 끝이 음이온성 카르복실레이트 친수성기와 긴 탄화수소 사슬의 소수성기로 구성되어 있다. 친수성기와 소수성기 말단은 각각 물에 용해되려는 성질과 유성물질에 잘 달라붙으려고 하는 성질이 있기 때문에 세척제로 유용하게 사용된다.
비누가 물에 분산되면, 긴 탄화수소 꼬리(tail)는 함께 뭉쳐서 소수성 구형 뭉치(cluster)를 만들게 되고 이온성 머리(head) 는 물 층으로 향하게 된다. 이러한 구형 뭉치를 마이셀(micelle)이라 부르며, 유성물질과 기름방울은 마이셀 중심 안쪽에 위치하는 비누 분자의 비극성 꼬리에 의해 둘러 쌓여져 물에 녹게된다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 식용유 20 ㎖를 비커에 넣는다.
2) NaOH 15g, 증류수 12 ㎖ (NaOH 포화용액)에 녹이고 절반의 용액을 다른 비커에 옮겨 2배 희석 시킨다. (이때, 증류수 8 ㎖를 더 넣는다. )
3) 희석시킨 NaOH 용액을 식용유가 담긴 비커에 넣고 70~80℃의 물중탕 가열장치에 약 10분간 계속 저으면서 남은 진한 NaOH 용액을 모두 붓고 가열 시킨다. (가열시 계속 저어준다.)
4) 비누화 반응이 끝난 용액에 포화 NaCl용액 3 ㎖를 넣어 준 후 몇분간 저어서 염석을 시킨다.
5) 여과장치를 이용하여 비누성분을 거름종이에 거르고 물로 2~3번 씻고 종이컵으로 옮겨 건조 시킨다.
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