Pobierz

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu – środki czystości i kosmetyki (cz. I)
Mydła – sole wyższych kwasów karboksylowych (kwasów tłuszczowych – wchodzących w
skład tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych)
1. Otrzymywanie mydeł:
A. Zmydlanie tłuszczów zwierzęcych lub roślinnych
 Tłuszcz + zasada (sodowa, potasowa)  mydło + glicerol (gliceryna)
I.
O
//
CH2 – O – C – C17H35
O
//
CH – O – C – C17H35 + 3 NaOH  3 C17H35 - COONa +
O
//
CH2 – O – C – C17H35
Tristearynian glicerolu + zasada sodowa  stearynian sodu
CH2 - OH
|
CH - OH
|
CH2 – OH
+ glierol (gliceryna)
B. Reakcje zobojętniania kwasów tłuszczowych
 Ważniejsze kwasy tłuszczowe:
 Kwas stearynowy (oktadekanowy): C17H35 – COOH,
 Kwas palmitynowy (heksadekanowy): C15H31 – COOH
 Kwas oleinowy (oktadekenowy): C17H33 – COOH
 Kwas heptadekanowy: C16H33 – COOH
 Kwas linolowy: C17H31 – COOH
 Kwas linolenowy: C17H29 – COOH
 C17H35 – COOH
+ KOH  C17H35 – COOK + H2O
Kwas stearynowy + zasada potasowa  stearynian potasu + woda
(oktadekanowy)
(oktadekanian)
 C17H31 – COOH + LiOH  C17H31 – COOLi + H2O
Kwas linolowy + zasada litowa  linolonian litu + woda
Przykładowe zadania:
Zad.1 Podaj nazwy produktów otrzymanych w reakcji zmydlania w użyciem zasady potasowej
2 –linoleniano-1,3-dioleinioanu glicerolu.
Rozwiązanie:
 W skład cząsteczki tłuszczu wchodzą: reszta glicerolu, dwie reszty kwasu oleinowego
i jedna reszta kwasu linolenowego, produktami zmydlania są odpowiednie sole
kwasów karboksylowych i glicerol
 Nazwy produktów reakcji zmydlania: glicerol, oleinian potasu, linolenian potasu
Zad. 2 Oblicz masę cząsteczkową heptadekanianu magnezu: (C16H33-COO)2Mg
Rozwiązanie:
 M = 34 ∙ matC + 66 ∙ matH + 4 ∙ matO + 1 ∙ matMg = 34 ∙ 12u + 66 ∙ 1u + 4 ∙ 16u +
+ 1 ∙ 24u = 562u
Właściwości mydeł i ich zastosowanie
 Cząsteczka mydła zawiera dwa fragmenty o różnym powinowactwie do wody
i substancji tłuszczowych:
 Hydrofilowa (lipofobowa) – „lubiący” wodę ale „nielubiący” tłuszczów
 Lipofilowa (hydrofobowa) – „lubiący” tłuszcze ale „nielubiąca” wody
CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2–CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 –CH2 – COOK
CH3 – (CH2)14 – CH2 – COOK
Fragment lipofilowy (hydrofobowy) Fragment hydrofilowy (lipofobowy)
II.
 Mydła należą do substancji powierzchniowo czynnych (detergenty – surfakanty), mają
one zdolność do zmniejszenia napięcia powierzchniowego wody, właściwość ta wynika z
budowy cząsteczki zawierającej fragment lipofilowy (ogonek)
i fragment hydrofilowy (główka)
 Podział mydeł ze względu na rozpuszczalność w wodzie stan skupienia
Mydła
Rozpuszczalność w wodzie
Stan skupienia
Stałe: sodowe, potasowe, wapniowe,
glinowe
Dobrze rozpuszczalne:
Ciekłe: magnezowe
- potasowe
- sodowe,
Nierozpuszczalne lub
trudno rozpuszczalne:
- litowe,
Półciekłe: litowe
- magnezowe,
- glinowe,
- wapniowe
 Zastosowanie mydeł:
 Sodowe: twarde, białe, produkcja mydeł toaletowych,
 Potasowe: maziste, szare, produkcja płynów do prania, past czyszczących
i BHP, mydeł płynnych antybakteryjnych, pestycydów,
 Magnezowe: trudne rozpuszczalne, płynne, produkcja szamponów do mycia włosów i
płynów do kąpieli,
 Litowe: półciekłe, nierozpuszczalne w wodzie, dodatek do produkcji smarów
łożyskowych,
 Glinowe: stałe, miękkie, nierozpuszczalne w wodzie, stosowane do impregnacji
przeciwwodnych tkanin (brezentów).
III.
Właściwości chemiczne mydeł
A. Dysocjacja elektrolityczna mydeł rozpuszczalnych w wodzie:
 C17H35 - COOK ↔ C17H35 - COO - + K+
 C17H33 – COONa ↔ C17H33 – COO - + Na+
B. Częściowa hydroliza anionowa mydeł w wodnych roztworach:
 Zapis cząsteczkowy: C17H35 – COOK + H2O ↔ C17H35COOH + KOH
 Zapis jonowy: C17H35 – COO - + K+ + H2O ↔ C17H35 - COOH + K+ + OH  Zapis skrócony: C17H35 – COO - + H2O ↔ C17H35 – COOH + OH –
 Wniosek – odczyn wodnych roztworów mydeł jest zasadowy, w wyniku czego skóra człowieka
ulega odkwaszeniu, aby utrzymać naturalny odczyn skóry (pH = 5,5)
w kosmetykach linii 5,5 stosowane są dodatki zakwaszające (np. słabe kwasy organiczne).
IV.
Twardość wody i jej usuwanie
A. Twardość wody
 Kationy wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) zawarte w wodzie nadają jej tzw. twardość,
która jej obniża przydatniść technologiczną i myjąco – piorącą.
 Twardość wody dzieli się na dwa rodzaje:
 Węglanowa (przemijająca): kationy do wody przechodzą w wyniku
rozpuszczalnych w wodzie wodorowęglanów wapnia lub magnezu
w procesie krasu (chemicznej erozji skał węglanowych)
 Stała (nieprzemijająca): kationy do wody przechodzą w wyniku rozpuszczania
w wodzie soli siarczanowych(VI), chlorkowych, azotanowych(V) wapnia lub
magnezu
B. Metody usuwania twardości wody (zmiękczania w wody)
 Gotowanie wody lub metoda wapienna – tylko twardość węglanowa,
 Metoda sodowa, fosforanowa lub z użyciem mydła – wszystkie rodzaje twardości.
 Gotowanie wody:
 Ca(HCO3)2  CaCO3↓ + H2O + CO2 ↑
 Mg(HCO3)2  MgCO3↓ + H2O + CO2↑ ; MgCO3 + H2O  Mg(OH)2↓ + CO2↑
 Z użyciem mydła:
 Zapis cząsteczkowy:
Ca(HCO3)2 + 2C17H35COONa  (C17H35-COO)2Ca↓ + 2NaHCO3
 Zapis jonowy:
2+
Ca + 2HCO3 - + 2C17H35COO - + 2Na+  (C17H35-COO)2Ca↓ + 2Na+ + 2HCO3  Zapis skrócony:
2+
Ca + 2C17H35COO -  (C17H35-COO)2Ca↓
 Metoda wapienna [woda wapienna – wodny roztwór Ca(OH)2]
 Zapis cząsteczkowy:
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2  MgCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O
 Zapis jonowy
Mg2+ + 2HCO3- + Ca2+ + 2OH-  MgCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O
 Metoda sodowa (Na2CO3 lub Na2SO4)
 Zapis cząsteczkowy:
CaCl2 + Na2SO4  CaSO4↓ + 2NaCl
 Zapis jonowy:
2+
Ca + 2Cl- + 2Na+ + SO42-  CaSO4↓ + 2Na+ + 2Cl Zapis skrócony:
2+
Ca + SO42-  CaSO4↓
 Metoda fosforanowa (Na3PO4)
 Zapis cząsteczkowy:
3Mg(NO3)2 + 2Na3PO4  Mg3(PO4)2↓ + 6NaNO3
 Zapis jonowy:
2+
3Mg + 6NO3- + 6Na+ + 2PO43-  Mg3(PO4)2↓ + 6Na+ + 6NO3 Zapis skrócony:
3Mg2+ + 2PO43-  Mg3(PO4)2↓
Przykładowe zadania – rozwiąż w oparciu o informacje w podręczniku i materiale powtórzeniowym
Zad.3 Wskaż stwierdzenie prawdziwe (P) i fałszywe (F) w poniższym zestawie stwierdzeń:
nr Stwierdzenie
P/F
Mydła,
są
to
sole
wyższych
kwasów
karboksylowych
(kwasów
tłuszczowych)
A
C15H31-COONa - ciała ciekłe, rozpuszczalne w wodzie, ulega hydrolizie anionowej, odczyn
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
wodnego roztworu jest kwasowy, stosuje się do produkcji szamponów i płynów do kąpieli,
Wszystkie mydła są dobrze rozpuszczalne w wodzie i ulegają dysocjacji
C15H31-COONa - ciała stałe, nierozpuszczalne w wodzie, ulega hydrolizie kationowej, odczyn
wodnego roztworu jest zasadowy, stosuje się do produkcji mydeł toaletowych
Roztwory wodne mydeł sodowych i potasowych mają odczyn zasadowy
C15H31-COONa - mydło szare, maziste, rozpuszczalne w wodzie, ulega hydrolizie anionowej,
odczyn wodnego roztworu zasadowy, stosowane do produkcji past czyszczących i BHP, płynów
do prania, antybakteryjnych mydeł w płynie
Mydła rozpuszczalne w wodzie ulegają częściowej hydrolizie.
C15H31-COONa - ciało stałe, białe i twarde, rozpuszczalne w wodzie, ulega hydrolizie anionowej,
odczyn wodnego roztworu zasadowy, stosowane do produkcji mydeł toaletowych
Mydła - wapniowe, magnezowe i sodowe są dobrze rozpuszczalne w wodzie
Mydła - litowe, magnezowe i glinowe są mydłami nierozpuszczalnymi lub trudno
rozpuszczalnymi w wodzie
Maślan sodu (butanian sodu – C3H7-COONa) jest głównym składnikiem mydeł w płynie
Dodatkiem niwelującym zasadowy odczyn mydła potasowego może być wodorotlenek potasu
Dodatek kwasu jabłkowego obniża pH mydeł i innych kosmetyków
Zad. 4 Dokończ poniższe równanie reakcji i wskaż przykład jej praktycznego zastosowania:
a) Ca(HCO3) + Ca(OH)2 
b) MgBr2 + Na2CO3 
c) CaCl2 + Na3PO4 
d) Mg(HCO3)2  (temp.)
Zad. 5 Jedną z metod usuwania twardości przemijającej wody jest jej gotowanie, w trakcie
gotowania następuje wytracenie kationów wapnia i magnezu. Podaj wzory związków które
wchodzą w skład kamienia kotłowego.
Zad. 6 Dobierz i uzasadnij metody (zapisz odpowiednie równania reakcji: w formie cząsteczkowej,
jonowej i skróconej) mające zastosowanie do usunięci twardości trwalej wody.
Zad. 7 Zapisz:
a) Równanie dysocjacji oleinianiu sodu,
b) Równanie hydrolizy (w formie, cząsteczkowej, jonowej, skróconej) w/w mydła,
c) Podaj odczyn wodnego roztworu tego mydła,
d) Dobierz indykator ( wskaźnik) do stwierdzenia tego odczynu i podaj obserwacje.
Zad. 8 Zapisz równania reakcji otrzymywania palmitynianu litu:
a) Zmydlanie tripalmitynianu glicerolu
b) Zobojętnianie kwasu palmitynowego.
Zad. 9 W oparciu o tabelę rozpuszczalności wyjaśnij, dlaczego metodą wapienną nie można usunąć
twardości trwałej wynikającej z obecności w wodzie rozpuszczonego azotanu wapnia.
Zad. 10 Wymień przykłady mydeł, wskaż te ich właściwości fizyczne decydujące o ich praktycznym
zastosowaniu.