일반화학실험 | Manufacture of soap

 

 

 

TIP

 

 

1. 우리 생활주변에서 흔히 접할 수 있는 원료로부터 비누(soap) 를 만들어 본다
2. 합성에 이용되는 비누화 반응(saponification)과 염석효과(salting-out effect) 에 대해 이해해 본다

 

 

 

비누의 역사 

구약성서에는 세척에 잿물이 사용되었다는 기록이 있다. 로마 전성시대에도 썩은 오줌(표백토)이라 불리는 일종의 점토가 세척제로서 사용되었다. 비누에 대한 최초의 기록은 1세기의 학자 프리니우스의 명저<박물지>에 나오며 비누는 갈리아인에 의해 발명되어 수지와 재로 만들어낸다고 씌어져 있다. 그러나 이것은 비누화가 극히 불충분하여 세척용이라기보다는 일종의 두발용 포마드로 사용된 것 같다.

 

 

비누를 세척제로 최초로 명시한 것은 2세기의 의사 갈레누스의 <간이약제론>으로 게르마니아와 갈리아 비누의 품위가 기록되어 있다. 그 후 4세기에 프리스키아누그가 비누에 의한 세발에 관하여 기술하였는데 그 당시 비누의 사용은 극히 한정되었던 것 같다. 8세기에 들어와서 지중해 연한 특히 이탈리아의 베네치아 사보나 제노바 및 에스파냐의 비누 제조업이 융성하여 사보나는 비누에 대한 라틴계의 호칭이 되었다.

 

9세기이래 그 지리적 위치로 말미암아 집산지로서 크게 번영한 마르세유가 12세기경에는 비누 제조기술을 도입해 좋은 품질로 유럽의 비누업계를 석권하고 후세에 마르세유 비누라는 이름을 남겼다. 이탈리아 에스파냐, 남부 프랑스의 비누는 갈리아, 게르마니아의 비누가 수지와 재를 주원료로 하였다. 중세에서 18세기의 비누 제조기술은 본질적으로 하등의 진보가 없었으나, 1790년 르불라에 의한 식염에서의 탄산나트륨 제조법의 발명과 1811년 슈브륄에 의한 유지의 화학적 조성의 연구에 의하여 오늘날과 같은 비누 제조의 실제적 기초가 확립되었다.

 

 

원료 유지가 차츰 다양화하여 올리브유뿐만 아니라 야자유, 우지 기타 각종 동식물 유지가 이용되었으며, 90년대에는 글리세롤의 회수가 일반화되었다. 20세기에 들어와서는 유지 경화법의 공업화와 각 제조공정의 기계화가 진척되고. 또 유지의 연속 고압분해 연소 비누화, 염석, 지방산의 연속 중화, 소지 비누의 연속 건조 등의 자동화 기술도 확립되어 오늘날의 비누 제조는 극히 합리화된 공업으로 발전하고 있다. 

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실험 방법

1. 비누화

① 식용유 20g을 비이커에 취한다.

 

② NaOH 15g을 물 12㎖에 녹여서 그 반은 다른 비이커에 옮기고 나머지 반은 물12 ㎖ 를 더 가하여 희석시킨다.

 

③ 이 NaOH용액을 식용유가 담긴 비이커에 넣은 다음 시계접시를 덮고 석면 달린 철망 위에서 서서히 가열하여 저어준다.

 

④ 약 1시간 동안 끓인 다음 나머지 NaOH 용액을 저으면서 가하고 5분가량 끓여준다. 약 10분마다 용액을 저어주고 유지의 유화를 돕기 위하여 알코올을 소량 가하는 것이 좋다. 굳어져서 교반이 어려울 때는 물 또는 알코올을 가하는 것이 좋다

 

⑤ 약 10분마다 용액을 저어주고 유지의 유화를 돕기 위하여 알코올을 소량 가하는 것이 좋다. 만약 용액이 굳어져서 교반1)이 어려울 때는 물 또는 알코올을 가하는 것이 좋다.

 

2. 염석 효과

① 점성을 띄는 혼합물에 NaCl 20g을 소량씩 여러차례로 나누어 넣으면서 끓이면 비누는 위층에 글리세롤은 아래층에 나누어진다.

 

② 이것을 건져 부순 다음 물로 씻어준다.

 

③ 다시 비이커에 옳기고 가열하여 녹인 다음 비누틀에 부어 굳어지게 한다.

 

3. 글리세린의 회수

1) 비누분을 꺼낸 나머지 액을 묽은 염산으로 중화한다.

 

2) 걸러서 불순물을 걸러낸 다음 증발접시에 옮겨 농축하고 냉각 후 거른다

 

3) 거른 액에 알코올 20㎖를 가하고 교반한다. 이때 글리세린(glycerol)은 알코올에 옮겨 간다

 

4) 알코올 용액을 증발 농축하면 글리세린이 얻어진다.

 

4. 비누의 품질 감별법

1) 수분이 맣은 것은 모양이 비틀어 지고 금이 가서 부서지기 쉽다.

 

2) 100℃에서 건조시켜 그 무게가 20% 이상 감소하는 것은 좋은 비누라고 할 수 없다.

 

3) 유리된 alkali가 많은 것은 비누 표면이 Na2Co3가 서리발 처럼 나와 있고 혀 끝을 대면 자극성을 준다. 비누를 alcohol에 용해하고 phenolphtalein의 alcohol 용액을 떨어뜨려서 적색으로 되는 것은 유리된 알칼리가 있는 것이고 진한 적색일 수 록 좋지 못하다. 이러한 것은 피부는 물론 섬유를 손상시킨다.

 

4) 너무 무거운 것이나 단단한 것은 점토와 녹말이 많이 혼합된 것으로 alcohol에 녹지 않고 남는다.

 

5) 유리 지방분이 많은 것은 표면에 기름기가 있고 포장지를 반투명하게 한다. 이러한 비누는 에테르에 녹일때에 기름기가 남는다.

 

6) 거품이 많이 나오는 것일 수록 좋은 비누라 할 수 있다.

 

 

 

[일반화학실험]Manufacture of soap 레포트