Производство мыла

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПРИ ОМЫЛЕНИИ ЖИРОВ

'Основные химические реакции, протекающие при омылении разнообразных жиров, заключаются в образовании солей жирных кислот при их взаимодействии с различными щелочами.

В мыловарении омылением называют процесс получения мыла из жиров, жирных кислот и жирозаменителей при обработке их щелочами.

Омыление нейтральных жиров. При омылении нейтральных жиров растворами едких щелочей одновременно протекают две химические реакции: расщепление (гидролиз) триглицеридов и нейтрализация (связывание) щелочью выделяющихся в результате расщепления жирных кислот.

Расщепление триглицеридов протекает ступенчато. Сначала отщепляется одна молекула жирной кислоты, потом вторая и на­конец третья, при этом высвобождается глицерин. По мере отщеп­ления жирных кислот они мгновенно нейтрализуются едкой ще­лочью.

Конечные реакции омыления нейтральных жиров растворами едких щелочей представлены следующими формулами:

С3Н6 (КСОО)3 + 3№ОН ^ ЗКСОСЖа + С3Н6 (ОН)3;

Жир Едкий Натриевое Глицерин

Натр мыло

С3Н6 (ИСОО)з - I - ЗКОН^Г ЗШХЖ + СЯН5 (ОН)3.

Жир Едкое Калиевое Глицерин

Кали мыло

На омыление одной молекулы триглицерида расходуются три молекулы едкой щелочи. При этом образуются три молекулы мыла и выделяется одна молекула глицерина.

Нейтрализация жирных кислот. Нейтрализация жирных кислот растворами едких щелочей протекает по следующей химической реакции:

ИСООН + N8011 ИСОСЖа + Н20. г

Жирная Едкий Натриевое

Кислота натр мыло

На нейтрализацию одной молекулы жирной кислоты независи­мо от числа содержащихся в ней атомов углерода расходуется одна молекула едкого натра. При этом образуется одна молекула мыла и выделяется одна молекула воды.

Нейтрализация жирных кислот раствором едкого кали проте­кает аналогично.

Нейтрализация жирных кислот как натуральных, так и синте­тических и нефтяных, а также канифоли углекислыми щелочами, например углекислым натрием, при температуре выше 60°С про­исходит по реакции

2КСООН + №2С03 2НСО(Жа + СОа 1 + н2о.

Жирная Угле кис - Натриевое Углекис - кислота лый натрий мыло лый газ

Как видно, одна молекула углекислой щелочи нейтрализует две молекулы жирной кислоты. В результате реакции образуются две молекулы натриевого мыла и по одной молекуле углекислого газа и воды. Углекислый газ поднимается кверху и выводится из сферы реакции.

Аналогично протекает и реакция нейтрализации жирных кислот углекислым калием.

Эти реакции протекают нормально и в указанном в формулах направлении, когда в реакционной среде присутствует некоторый избыток свободной щелочи. При недостатке щелочи две молекулы жирной кислоты вступают в реакцию с одной молекулой щелочи. При этом образуется так называемое «кислое» мыло:

2ИСООН + №ОН -* ЯСООНИСООЫа + Н20.

Жирная Едкий Кислое натриевое кислота натр мыло

Кислое мыло представляет собой сложную смесь мыла и жир? ных кислот непостоянного состава и может быть превращено в нормальное мыло путем более или менее длительного кипячения массы с избытком едкой щелочи.

Для предупреждения образования кислого мыла необходимо при нейтрализации всегда иметь в мыльной массе избыток свобод­ной едкой щелочи (не ниже 0,1%) и одновременно достаточную концентрацию соли. В этих же целях загрузку жирных кислот производят в раствор щелочи, а не наоборот.

Получающиеся при омылении жиров и нейтрализации жирных кислот концентрированные растворы с содержанием мыла 40—55% (в пересчете на жирные кислоты) в практике называют мыльным клеем. По внешнему виду мыльный клей при температуре 60— 100°С представляет собой прозрачную, однородную, подвижную жидкость, которая поддается перемешиванию острым паром или механической мешалкой и может перемещаться по трубопроводам.

Ниже приведен примерный состав мыльного клея (в %), по­лучаемого при омылении нейтральных жиров:

Выход безводного мыла. За счет присоединения натрия или калия к молекуле жирной кислоты масса образующейся молекулы безводного мыла возрастает до величины, которая может быть найдена из уравнения

„ (Мж + А,- 1)Ю0 с“= ■

При омылении триглицеридов (нейтральных жиров) выход мыла находят из уравнения

Г,' СМж + А«—1)В*

=------------------ Та-------------- •

Где Вм и Вы —выход мыла, %;

Мж •— молекулярная масса жирных кислот;

Ам — атомная масса натрия или калия;

Вт — выход жирных кислот, % от массы жиров.

Примеры.

1. Найти выход натриевого мыла (безводного) из смеси жирных кислот, имеющих молекулярную массу 280.

Подставляя числовые значения в уравнение, находим выход мыла

(280 + 23—1) 100 Ви = ± __>_=107.8%.

Из 100 кг жирных кислот получается 107,8 кг безводного чистого натрие­вого мыла.

В этом примере 23 — атомная масса натрия.

2. Найти выход безводного калиевого мыла из нейтрального жира с моле­кулярной массой жирных кислот 274.

, (274 + 39—1)95,6

^---- 274 -------------- = 108'9%-

Из 100 кг омыленного нейтрального жира получается 108,9 кг калиевого мыла. В данном примере 39 — атомная масса калия; 95,6 — выход жирных кис­лот в процентах от массы омыленного жира.