2.1. Cơ sở lý thuyết
Xà phòng là muối natri hoặc kali của acid béo mạch dài (RCOOH). Mạch carbon dài gây ra đặc tính hoạt động bề mặt của xà phòng thường là mạch C12 – C18. Xà phòng rắn thường là muối natri của acid béo (RCOONa), còn xà phòng lỏng là muối kali với acid béo (RCOOK).
Xà phịng có cấu trúc gồm 2 phần: phần háo nước là nhóm COO- và phần không phân cực, kỵ nước là gốc R mạch dài.
Ví dụ: natri stearate
phần kỵ nước phần háo nước
(hoà tan trong dầu) (hoà tan trong nước) Khi cho dung dịch xà phòng tiếp xúc với một chất lỏng khơng phân cực, khơng hồ tan trong nước chẳng hạn vết dầu nhờn, bởi vì những chất khơng phân cực hoà tan những chất khơng phân cực và những chất phân cực hồ tan những chất phân cực nên phân tử xà phòng định hướng bề mặt phân chia nhóm háo nước COO- tới pha nước và gốc kỵ nước R tới pha dầu. Do đó làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng và chuyển pha dầu thành những hạt nhỏ phân tán vào dung dịch xà phịng, ở đây xà phịng có tác dụng của chất nhũ tương hố.
Khi thuỷ phân các chất béo (triglyceride) như dầu thực vật, mỡ động vật với xúc tác là các base mạnh như KOH, NaOH… sẽ tạo thành glycerol và muối của acid béo mạnh dài (xà
Dầu dừa
Dầu dừa được ép từ cùi dừa (Coconucifera). Dầu dừa có tỷ trọng: 0.86-0.90 ở 15oC.
Nhiệt độ nóng chảy tnco = 23 – 26oC, chỉ số xà phòng = 250 – 260, đương lượng xà phòng = 216 – 255, chỉ số iod = 8 – 9, chất không xà phịng hố chiếm từ 0.1 – 0.3%.
Bảng 7.1: Thành phần các acid béo trong dầu dừa
STT Acid béo Công thức % khối lượng
1 Caproic CH3(CH2)4COOH 0.5 2 Caprilic CH3(CH2)6COOH 8.0 3 Capric CH3(CH2)8COOH 7.0 4 Lauric CH3(CH2)10COOH 48.0 5 Myristic CH3(CH2)12COOH 17.0 6 Palmitoleic CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH 0.2 7 Oleic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 6.0 8 Linoleic CH3(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)7COOH 2.3 9 Palmitic CH3(CH2)14COOH 9.0 10 Stearic CH3(CH2)16COOH 2.0 2.2. Tổng hợp xà phịng từ dầu dừa 2.2.1. Phương trình phản ứng
Dụng cụ và hoá chất
Hoá chất Số lượng Dụng cụ Số lượng (cái)
Dầu dừa 10g Ống nghiệm 04
Dung dịch NaOH 10% 50ml Erlen 250ml 01
NaCl Beaker 250ml 03
CaCl2 Beaker 50ml 01
Dầu ăn Đũa khuấy 01
Xà phòng thương mại Nhiệt kế 100oC 01
Giấy thử pH Ống đong 25ml 01
Phễu Buchner 01
Bình lọc áp suất kém 01
Khay nhơm đun cách thủy
2.2.2. Tiến hành thí nghiệm
2.2.2.1. Tổng hợp xà phòng
Cho 10g dầu dừa vào cốc 250ml, sau đó cho từ từ 50ml NaOH 10% vào dầu dừa. Lắp hệ thống như hình 8.1.
Hình 7.1: Hệ thống phản ứng tổng hợp xà phòng
Đun cách thuỷ và khuấy trong 1giờ 30 phút. Sau khi phản ứng kết thúc, cho vào hỗn hợp phản ứng 80ml dung dịch NaCl bão hồ, khuấy đều, làm nguội, xà phịng sẽ tách lớp. Sau đó lọc chân khơng qua phễu Buchner thu lấy sản phẩm.
2.2.2.2. Đánh giá tính chất xà phịng
Khả năng tạo nhũ
Pha dung dịch mẫu 0.5% khối lượng: cho 0.5g xà phòng vào cốc 250ml và cho nước đến 100ml, khuấy đều cho xà phịng tan hồn tồn.
Cho 10ml dung dịch mẫu 0.5% vào ống nghiệm 30ml, sau đó thêm vào 10 ml dầu thực vật, đậy nút ống nghiệm lắc kỹ hỗn hợp 30 lần ở 30oC.
Sau đó, dùng thước đo chiều cao lớp dung dịch khơng tạo nhũ (lớp dưới).
Làm thí nghiệm tương tự với sản phẩm xà bơng trên thị trường. Từ đó, đánh giá khả năng tạo nhũ của xà phịng tổng hợp được.
Khả năng tạo nhũ trong nước cứng
Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên nhưng thay nước bằng dung dịch CaCl2 5%. Từ đó, đánh giá khả năng sử dụng của xà phòng tổng hợp được trong điều kiện nước cứng
pH của dung dịch xà phòng
Pha lỗng xà phịng trong nước cất tạo thành dung dịch 1%. Đo pH, so sánh với xà bông trên thị trường.