Химия на сапуна и някои приложения

сапуна

Въведение

Всеки ден общите ни дейности ни свързват с този химикал и трябва само да знаем, че той се използва за почистване, че обикновено има приятна миризма и че формите му могат да варират. Имаме обаче малко информация относно химичния му състав. Тази статия се позовава на това как през цялата история ролята на сапуна е била важна за развитието на нови технологии, произтичащи от глобалните нужди на обществото. Въздействието на търсенето на този продукт се наблюдава при методите, използвани за производството му. Химията зад този продукт отговаря на няколко неизвестни: Как действа сапунът? Защо мехурче? Защо да почиствате? От къде идва? Защо техните различни презентации? Едно и също сапун и перилен препарат?

Всичко започва с мазнини от животински произход или растителни масла, които се трансформират в сапуни. Не става въпрос за магия: Това се нарича химия и включва много проста реакция, наречена осапуняване (WADE, 2004). Сапунът съдържа натриевите или калиевите соли на мастните киселини, продуктът от сместа на мастното тяло (триглицериди с алкална основа, която може да бъде натриев или калиев хидроксид).

Как прави сапун?

Сякаш е батерия с положителни и отрицателни полюси, молекулата на сапуна също има два края с различен афинитет.

Фигура 2 представлява молекула сапун. В червено главата със заряд е подобна на вода, тъй като те са с подобна полярност. Синята верига, наречена липофилна, е свързана с мазнините и отблъсква водата (CLAYDEN, 2005). Поради тази структура сапунът има двоен афинитет към полярността на другите молекули и може да бъде ориентиран според средата, в която се намира.

Чували ли сме някога фразата „Ти и аз сме като масло и вода, никога не можем да бъдем заедно“. Много силни думи. Вероятно всеки, който използва този израз, не знае химията на сапуна, който може да намали повърхностното напрежение и заедно с това да създаде емулгиращ ефект, който е нещо много близо до смесването.

Във вода сапунът образува между 100 и 200 мицели; т.е. асоциации или конгломерати от молекули, които ориентират главите си със заряд към повърхността на молекулния агрегат, докато алифатните вериги остават навътре. Мицелата е енергийно стабилна частица, тъй като заредените групи са свързани с нискоенергийни водородни връзки с околните молекули на водата, докато мастноподобните групи са ориентирани към вътрешността на мицелата и взаимодействат с други групи с подобни характеристики.

Сапуните се почистват поради различния афинитет на краищата на техните молекули. Мазната мръсотия не се отстранява лесно само с вода, която я отблъсква, защото е неразтворима в нея. Въпреки това, сапунът има дълга незаредена алифатна или въглеводородна верига, която взаимодейства с мазнината, разтваряйки я, докато заредената област е обърната навън, образувайки капчици. След като повърхността на мастната капчица е покрита от множество молекули сапун, се образува мицела с малка капчица мазнина вътре. Тази капка мазнина лесно се диспергира във водата, тъй като е покрита от главите със заряд или карбоксилатни аниони на сапуна, както се вижда на фигура 3. Получената смес от две неразтворими фази (вода и мазнини), с диспергирана фаза в другата под формата на малки капки, се нарича емулсия. Следователно се казва, че мазнината е била емулгирана от сапунения разтвор. По този начин, в процеса на измиване със сапун, мазнината се отстранява с водата за измиване.

Историческа справка

Фигура 4. Шумерска таблица, взета от http://www.cosmeticanatural100x100.es/breve-historia-del-jabon-primera-parte/ Сапунът заема съществено място в обществото днес. Той привлича със своя аромат, текстура и мехурчета, атрибути, които определят специалната употреба, която му е била дадена от първите цивилизации. Въпреки че точната дата, на която е изготвен за първи път, не може да се уточни, има индикации, че той е бил използван още през 2500 г. пр. Н. Е. Шумерите, според клиновидна глинена плочка, са използвали вещество, приготвено чрез смесване на вода, алкали и акациево масло за измиване на вълна (SPITZ, 2010). Смята се, че думата сапун, от латински saponem, идва от планината Сапо, където са били жертвани животни, чиито мазнини, разтопени, са били влачени заедно с пепелта и калта до бреговете на Тибър (WILCOX, 2000).

Папирусът Ebers, медицински трактат от 1500 г. пр. Н. Е., Поддържа, че египтяните са използвали сапун като мехлем за лечение на кожни инфекции (BARDINET, 1995); освен това усъвършенстваха производството си, като смесваха животински мазнини и растителни масла, алкални соли и пепел, ако искаха пенесто вещество. По времето на Набонидо (556-539 г. пр. Н. Е.) Във Вавилон, той е приготвен със сусамово масло, пепел и кипарис, въпреки че е използван за измиване на повърхности (LEVEY, 1958). За евреите банята означаваше и духовно прочистване: книгата на Йеремия (627 г. пр. Н. Е.) Съдържа еврейската дума bôrîth, което означава „алкален зеленчук“, което вероятно е смес от местни растения, изгорени за получаване на сапунено съединение (QUEEN и VALERA, 1960; SPITZ, 2010).

Фигура 5. Измиване на косата в мексиканските общности.
Фигура 6. Корен на растението Xiuhamolli. Жителите на доиспанската Америка имали обичай за ежедневно къпане и често пране на дрехите си. За това те използваха два входа: за пране на дрехи, коренът на растението сапун Xiuhamolli, което съдържа сапонини, които произвеждат пяна (SAHAGÚN, 1577); и кората и плодовете на Copalxocotl, за измиване на тялото и косата (CRUZ, 1552). Дори днес екстрактът от кората се използва за лечение на проказа (ESCOBEDO, 2013). По същия начин хората от древен Китай произвеждали сапун на растителна основа и го използвали за лично почистване, процес, по-известен като „измиване на бобовите растения“. По-късно те добавят билки и го използват козметично (SCHAFER, 1956).

Египетската формула за сапун се използва и от гърци и римляни, които я правят чрез варене на мазнини и масла с алкали от пепел и вар (SPITZ, 2004). Къпането за тях обаче беше социален и здравен проблем. За прочистване на тялото те са използвали зехтин вместо сапун (ASHENBURG, 2007). Това беше до 2 век след Христа. които започнаха да го използват за лично къпане, в резултат на колонизация, която ги накара да приемат използването и производството му (SPITZ, 2004). В Европа сапунът е преустановяван от векове за лично почистване поради някои вярвания, произхождащи от Черната смърт, повтарящи се през Средновековието. Векове по-късно „сапунът от Марсилия“ (Франция) стана широко разпространен в различни средиземноморски региони, като Савона, Италия и Кастилия, Испания (SPITZ, 2010). Това е направено със зехтин и смес от растения, наречена барила, която осигурява алкалите, като се има предвид богатството му с натриеви, калциеви и калиеви карбонати, и е в изобилие в региона. По този начин в средата на 17 век френското правителство регулира пазара на сапун в Марсилия и предлага правила, които изключват животинските мазнини.