Preparazione del sapone - Fase di problematizzazione

Se presenti a temperatura ambiente, i grassi, questi sono per lo più solidi mentre gli oli sono liquidi

Il numero degli atomi di carbonio degli acidi grassi varia da 4 a 24, ma nettamente sono più abbondanti.

Gli acidi grassi possono essere saturi( contenuti privi di doppi legami, che sono solidi a temperatura ambiente, la molecola non è quindi in grado di acquisire ulteriori atomi di idrogeno) o insaturi (contenenti uno o più doppi legami).

In presenza di soluzioni alcaline i grassi subiscono idrolisi o saponificazione, formando glicerina e sali alcalini di acidi grassi detti saponi.

I saponi sono gruppi di composti costituiti da Sali di sodio e potassio di acidi grassi superiori. I saponi, che esplicano un'azione detergente tra le più efficaci tra i vari detersivi, vengono prodotti partendo da vari tipi di grassi e oli animali e vegetali, che vengono fatti reagire con soda caustica secondo il processo definito di saponificazione.

Il processo di saponificazione  rappresenta quindi una reazione di idrolisi di un estere che porta alla formazione di acido carbossilico e un alcool. Tale reazione in generale è catalizzata da acidi inorganici, idrossidi alcalini o enzimi.

Attualmente vengono sempre più impiegati direttamente gli acidi grassi derivati da tali grassi e oli. Tra gli ingredienti utilizzati per la realizzazione del sapone ricordiamo la colofonia e gli acidi resinici del tallonio, che migliorano le caratteristiche detergenti..

Possiamo distinguere saponi liquidi da quelli solidi. Per la preparazione di saponi solidi vengono utilizzati oli e grassi con alto contenuto di acidi saturi, che verranno saponificati con dell'idrossido di sodio; mentre per la realizzazione di saponi liquidi vengono utilizzati oli di semi di cotone, di lino e oli di pesce che andranno incontro ad un processo di saponificazione con idrossido di potassio.

Per la formazione del sapone si fa uso, in generale della seguente procedura: si effettua la reazione in recipiente riscaldato per mezzo di vapore e dotati di agitatore. Si viene così a formare una emulsione di sapone in acqua che viene divisa in due strati aggiungendo del sale: lo strato superiore che è il sapone e da esso è possibile recuperare attraverso la distillazione, la glicerina.

Il ruolo dei  saponi è quello di eliminare il grasso e lo sporco ,presente in determinati oggetti. Questo è possibile in quanto alcuni dei loro componenti sono composti chimici a superficie attiva, cioè surfattanti. Questi hanno una struttura molecolare che agisce come legame tra l'acqua e le particelle di sporco, staccando queste ultime dalle fibre e dalle superfici che devono essere pulite. La molecola può esercitare questa funzione perché una delle sue estremità è idrofila e l'altra è idrofoba; l'estremità idrofila ha una struttura simile a quella dei sali solubili in acqua, mentre la parte idrofoba è spesso composta da una catena di idrocarburi, che ha una struttura simile a quella della sugna, dell'olio e di altri grassi. Questa conformazione molecolare consente al sapone di ridurre la tensione superficiale dell'acqua, aumentando il proprio grado di umidità, e di aderire a sostanze normalmente insolubili in acqua, rendendole solubili.

Fase Sperimentale

Materiale occorrente:

100ml di acqua bollente;

20 ml di olio;

1 beuta;

20gr di idrossido di sodio;

15gr di sale;

100 ml di acqua;

10 ml di etanolo;

1 bunsen;

1 treppiedi;

1 piastra metallica;

1 bacchetta;

1 bilancia digitale.

Procedimento:

Come per ogni altra esperienza di laboratorio, la prima cosa da fare è accurarsi che l'attrezzatura sia ben pulita, caso contrario toccherà a noi pulirla.

Superata questa prima fase, si prende una beuta e si introducono al suo interno 20 ml di oli, 10 ml di idrossido di sodio e 10 ml di etanolo( il quale serve a favorire la separazione dei gruppi polari) precedentemente pesati attraverso una bilancia digitale. Cosa importante per la realizzazione di questa esperienza è mantenere questi tre elementi alla stessa temperatura, e per questo lavoreremo a bagnomaria, ma a questo proposito è necessario sapere che: l' idrossido di sodio è fortemente isotermico, quindi per avere delle temperature uguali bisognerebbe alzare la temperatura dell'etanolo e dell'olio, ma poiché l'etanolo ad alte temperature evapora, è preferibile abbassare la temperatura dell' idrossido di sodio.

Facendo reagire questi tre elementi, si ha la formazione di una miscela , in cui si può notare una stratificazione di alcool, olio e acqua.

Per far avvenire la reazione è  necessario mantenere un contatto tra idrossido di sodio ed olio, per tale motivo agiteremo continuamente la nostra miscela attraverso una bacchetta.

Dopo circa 20 minuti, si nota che sulle pareti del bunsen si viene a formare un' emulsione di sapone non del tutto solida.

Dopodichè , per rendere meno basico il sapone, si compiono dei lavaggi con sale e acqua bollente. Non appena il sale si è disciolto completamente nella soluzione, il sapone viene filtrato, e si può nota che comincia ad assumere una certa consistenza. Tale operazione verrà ripetuta più volte, finché il sapone non assumerà una colorazione biancastra. Infine si lascia raffreddare il composto, e otteniamo il sapone allo stato solido.