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化學實驗室實驗:透明肥皂的製作(Making Transparent Soap)〔I〕 國立彰化高級中學化學科林芬如老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之一(Student Handout I)
實驗介紹
動物脂肪和植物油主要成份是由長鏈脂肪酸(fatty acids)和甘油所反應而成的酯類。這些三酸甘油酯(triglyceride or triacylglycerol)經過水解反應會產生甘油和脂肪酸鹽。因為脂肪酸鈉鹽是離子化合物, 如果濃度很低時,它是溶在水中的(實際上可溶,因為他們可形成微胞的形式溶在水中),但是如果高濃度的脂肪酸鈉鹽,它會聚集在一起而凝集形成了肥皂。基本 上,酯類的水解反應被稱為皂化(saponification),其反應式如圖一所示,其中R為長鏈的飽和或不飽和的烴基。
圖一 酯類水解反應的反應式 (圖片來源:Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Saponification)
皂化值(Saponification value or saponification number)為在指定條件下一個明確數量的脂肪或油皂化所需加入鹼的數量。皂化值可以被表示為皂化1克脂肪或油所需要氫氧化鉀或氫氧化鈉的毫克數。皂化 值是存在油指中所有脂肪酸的平均分子量(或鏈長)的一個衡量。由於大部分脂肪/三酯存在三個脂肪酸,因此它可以比較脂肪酸鏈的平均長度。長鏈不飽和脂肪酸 中發現有低的皂化值,因為每單位質量的長鏈脂肪酸比短鏈脂肪酸有相對較少的脂肪酸官能團的數量。
透過皂化反應製造肥皂是古老的有機化學反應之一。天然的 肥皂是脂肪酸鈉鹽或鉀鹽,起初肥皂的製造是由豬油或其他動物的脂肪與鹼液(氫氧化鈉)或草鹼(氫氧化鉀)加熱煮沸製成。直到工業革命,才有小規模的肥皂製 ...
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