Tehnologia de fabricare a săpunului

ISTORIE

În societatea primitivă, chiar și în zilele de azi, hainele erau curățate, cu ajutorul pietrelor de pe malul unei ape curgătoare. Săpunul, prin definiție este o substanță tensio-activă. De fapt, el este cea mai veche substanță tensio-activă, și a fost folosită cam de 4500 de ani.

Un material care, prin compoziție este asemănător cu săpunul a fost găsit într-un vas de lut datînd din 2800 înaintea erei noastre, descoperit în timpul cercetăriii făcute asupra locului în care se afla Babilonul. Inscripțiile de pe vas spun că grăsimile au fost fierte cu cenușă, care este o metodă de obținere a săpunului, dar nu precizează la ce era folosit acest material.

Numele de săpun, după o veche legendă romană, vine de la Muntele Sapo, unde erau sacrificate animale. Ploaia a amestecat grăsimile cu seu, și cu cenușa de pe malul rîului Tibet. Femeile au observat că acest amestec le ușura munca, și au început să folosească acest sol lutos, îmbibat cu amestecul de grăsimi.

În timpul ascensiunii civilizației romane, băile publice au devenit din ce în ce mai populare. Prin secolul II era noastră, medicul grec Galen a început recomandarea săpunului atît cu scop medicinal, cît și pentru curățire.

Se pare că în secolul XV se producea săpun în Veneția, apoi, în secolul XVII în Marsilia. În secolul XVIII fabricarea săpunului sa răspîndit în întreaga Europă și în America de Nord, în secolul XIX, fabricarea săpunului a devenit una din cele mai importante industrii.

Pînă în 1940 săpunul era cel mai folosit detergent. În timpul celui de-al doilea război mondial, lipsa grăsimilor, ingridientul predominant din săpun, a dus la cercetarea săpunului sintetic. Apoi, după război, apariția mașinilor de spălat automate a accentuat nevoia unor noi alternative la săpun.

COMPOZIȚIA ȘI PROPRIETĂȚILE SĂPUNULUI

a. Compoziția săpunului. În general se numesc săpunuri sărurile acizilor grași superiori; însă în practică se înțelege sub denumirea de săpun sărurile alcaline ale acizilor grași, rezinici și naftenici. Dintre acizii grași, numai cei cu 12-22 atomi de carbon în moleculă formează sărurile care au caracter de săpun.

Soluțiile apoase ale acestor săpunuri au proprietatea de a forma spumă, de a înmuia, de a emulsiona și de a peptiza; aceste proprietăți asigură puterea lor de spălare.

Recțiile de formare a săpunului pot fi prezentate, în linii generale, în felul următor:

1) Saponificarea grăsimii neutre cu hidroxizi alcalini:

grăsime neutră hidroxid de glicerină săpun

sodiu

în care R este radicalul acidului gras.

2) Neutralizarea acizilor grași, rezinici și naftenici cu carbonați alcalini:

RCOOH + Na2CO3 = RCOONa + NaHCO3

acid gras carbonat săpun bicarbonat

rezinic sau de sodiu de sodiu

naftenic

2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2 sau

2RCOOH + Na2CO3 = 2RCOONa + H2O + CO2

3) Neutralizarea acizilor grași, rezinici și naftenici cu hidroxizi alcalini:

RCOOH + NaOH = R - COONa + H2O

b. Proprietățile fizico-chimice ale săpunului. În funcție de natura grăsimilor și a alcaliilor folosite la fabricarea săpunurilor, cum și de conținutul de acizi grași, săpunurile pot fi tari, moi sau de consistență păstoasă. Acizii grași solizi dau săpunuri tari, în timp ce acizii grași lichizi dau săpunuri moi, păstoase.

Săpunurile pure, anhidre (adică fără apă) au o temperatură de topire ridicată 225-270℃. Prin adăugare de apă scade mult temperatura de topire a săpunurilor. Astfel săpunurile obișnuite se topesc la o temperatură sub 100℃. Densitatea săpunurilor este egală cu aproximativ 1,05.

Solubilitatea în apă a săpunurilor depinde de o serie de factori. Astfel săpunurile acizilor grași nesaturați se dizolvă mai ușor decît săpunurile acizilor saturați. Săpunurile de potasiu se dizolvă mai ușor decît cele de sodiu. Săpunurile acizilor naftenici și rezinici sînt ușor solubile.

Săpunurile dau cu apa soluții adevărate, în care substanța este dizolvată molecular, numai în cazul soluțiilor foarte diluate. În soluții puțin mai concentrate, chiar de ordinul a numai 0,25% săpun, o parte din molecule se asociază și formează particule coloidale, denumite miceli (fig.1).

Fig. 1.Schema structurii micelului de săpun

Cu cît concentrația săpunului în apă crește, cu atît se dezvoltă și formarea de miceli, care dau soluția coloidală și scade numărul de molecule dizolvate individual. De asemenea crește mărimea micelilor, formînd astfel un anion enorm și greoi, care stă în echilibru cu cationii de sodiu corespunzători, ce se mișcă liberi în soluție.

Proprietatea săpunurilor de a îndepărta murdăria de pe țesături, piele etc. se explică prin proprietățile lor capilar-active. Datorită particularității moleculei de săpun din care o parte este hidrofilă, iar cealaltă hidrofobă, moleculele și de asemenea micelii au tendința de a se aduna la suprafața de despărțire a apei cu mediul înconjurător, solid, gaz sau lichid, nemiscibil cu apa. Stratul de săpun acumulat scade tensiunea superficială a apei și soluția de săpun are tendința de a-și mări suprafața.

Aceasta permite pătrunderea soluției în capilare, înmuierea (udarea) suprafețelor în contact și dispersarea soluției în picături mici de dimensiuni coloidale.

Prin aceasta devin posibile: amestecul apei cu lichide nemiscibile cu ea (emulsionarea), învăluirea particulelor solide, înglobarea și menținerea lor în stare de dispersie în sînul soluției apoase (peptizare), emulsionarea aerului sau dispersarea unui alt gaz în soluția de săpun (spuma).

Săpunurile hidrolizează în soluție apoasă, punînd în libertate hidroxid alcalin și acid gras. Săpunul fiind sarea unui acid slab cu o bază tare, soluțiile apoase de săpun dau o reacție alcalină. Hidroliza săpunului în soluții apoase scade cu mărirea concentrației de săpun.