화학공학실험 | 세제의 합성

 

 

 

TIP

 

 

1. 알킬벤젠술폰산염 제조 과정을 확인한다.
2. 알킬벤젠술폰산염의 제조 원리인 방향족 화합물의 설폰화 반응에 대해 이해한다.
3. 실험을 통하여, 그에 따른 조작 기능을 기르고, 제조한 합성세제와 시판된 합성세제 의 비교 실험을 통해, 차이점을 확인한다.
4. 비누와 합성세제의 차이점을 이해한다.

 

 

 

세제(洗劑, detergent)

물에 타서 고체의 표면에 붙은 물질을 씻어내는 데 쓰이는 물질이다. 세제라고 하면 보통 합성 세제를 말하며 비누와는 화학적 조성이 다르다. 비누는 세제의 한 형태이다. 세제가 물건의 때를 없애게 되는 이유는 계면활성제라는 성분이 들어 있기 때문이다. 계면활성제는 물질을 더럽히는 입자에 붙은 분자로, 이 분자들이 세탁물에서 오염 입자를 떼어내고 헹궈낼 때까지 물(물은 용해 능력이 크기 때문이다) 속에 녹아 있도록 한다.

 

 

알킬벤젠 술폰산염(Alkylbenzenesulfonates)

본 실험에서 만들고자 하는 합성세제의 주성분으로 대표적인 음이온 계면활성제이다. 종류로는 알킬벤젠 술폰산나트륨(ABS)와 선형 알킬벤젠 술폰산나트륨(LAS)이 있다. ABS는 가지가 많이 달린 친유성기를 가지고 있는 구조로, 쉽게 분해되지 않아 환경오염의 원인이다. 그래서 현재는 사용되지 않는다. LAS는 가지가 적은 친유성기를 가진 구조로 ABS에 비해 생분해성이 높고 거품이 잘 생긴다. 현재 사용되는 시판세제이다.

 

 

 

실험 방법

1. 알킬벤젠 술폰산염의 제조

1) 도데실벤젠 10g을 50㎖의 비커에 담고 저어주면서 20% 발연황산 12g을 조심스럽게 스포이드로 한 방울씩 떨어뜨린다. 이 때, 45℃이상 되지 않도록 주의한다

 

2) 약 1시간동안 실험실에 방치하여 둔다. (그동안 실험방법2)를 진행)

 

3) 저어주면서 세척병을 사용하여 물을 가한다. 겔 모양의 물질이 분리되는가?

 

4) 비커를 기울여 수용액 층을 조심스럽게 쏟아버린다.

 

5) 겔모양의 물질을 일부 남겨 놓고 20% NaOH(수산화나트륨) 수용액으로 중화한다.

 

6) 앞의 중화과정에서 알칼리를 지나치게 가하였다면, 남겨놓았던 겔모양의 물질을 가하여 액성을 조정한다.

 

2. 합성세제의 성질조사

1) 시판되는 합성세제와 제조한 합성세제로 각각 0.5% 수용액을 만든다.

 

2) 이를 각각 5㎖씩 4개의 시험관에 넣고, 다음 실험을 한다.

① 묽은 염산 1㎖를 넣고 흔든다. 거품이 잘 생기는가?

② 석회수 1㎖를 넣고 흔든다. 거품이 잘 생기는가?

③ 식물기름 한 방울을 넣고 흔든다. 에멀젼이 되는가?

④ 검댕을 가하여 흔들고 여과하여 여액의 모양을 비교한다. 검댕이 현탁되어 있는가?

 

3) 비커에 각각의 합성세제 수용액 30㎖씩을 가하고 무명조각을 띄운다.

 

4) 거름종이를 띄워본다. 가라앉는 모양이 같은가?

 

5) 합성세제 1g씩을 시험관에 넣고 알코올3㎖을 가한다음 가열하여 녹인다.

 

6) 페놀프탈레인을 몇 방울 넣는다. 액성이 어떤가? 여기에 물을 가하여 흔들어본다. 용액의 색깔이 달라지는가?

 

 

 

 

[화학공학실험]세제의 합성 레포트