肥皂之製備
食二丙
第十二組
梅婉如
肥皂之製備
一、實驗目的:
瞭解油脂的物理性質及化學性質、瞭解肥皂之製備及其性質、本實驗是用牛油和氫氧化鈉合成肥皂。
也可使用回鍋油製作皂基這樣也不會造成嚴重的環境污染，若把回鍋油製成肥皂就可解決廢油問題。
二、實驗原理:
油脂與鹼(NaOH 或KOH)共熱生成肥皂和甘油的反應，稱為皂化反應。
肥皂是(soap)為長鏈脂肪酸之鹼金屬鹽類。
肥皂可用RCOONa 或RCOOK 表示。
例如:C17H35COONa(硬脂酸鈉)、C15H31COONa(軟脂酸鈉)等
這是一個皂化反應，由於牛油是脂類，所以與氫氧化鈉生成硬脂酸鈉，這是肥皂的一種。
加入濃食鹽水的目的只是令肥皂溶解度降低，令它浮在溶液上，易於收集。
自然界中脂肪酸（Fatty acid）和甘油（Glycerol）
會形成脂肪酸之甘油酯（Glycerides；Glycerin esters）
常溫下
因此若
R = R' = R"簡單甘油脂
R ≠ R'≠ R"混甘油脂
簡單甘油酯有：
(1)軟酯Palmitin(三軟脂酸甘油酯)﹣﹣(C15H31COO)3C3H5
(2)硬酯Stearin(三硬脂酸甘油酯)﹣﹣(C17H35COO)3C3H5
(3)月桂酯Laurin(三月桂脂酸甘油酯)﹣﹣(C11H23COO)3C3H5
(4)肉豆蔻酯Myristin (三肉豆蔻脂酸甘油酯) ﹣﹣(C13H27COO)3C3H5
(5)花生酯Arachidin(三花生脂酸) ﹣﹣(C19H39COO)3C3H5
上述為飽和酸酯
(6)油酯Olein(三油酸甘油酯)﹣﹣(C17H32COO)3C3H5
(7)亞油酯Linolein(三亞麻仁油酸甘油酯)﹣﹣(C17H30COO)3C3H5
(8)次亞油酯Linolenin(三次亞麻仁油酸甘油酯)-- (C17H28COO)3C3H5
(9)花生油酯Arachidonin(三花生油酸甘油酯)--(C19H30COO)3C3H5
上述為不飽和酸酯
依在空氣中之乾燥性，油脂分類可分為：
1.乾性油：含高級不飽和脂肪酸脂較多之油脂，此類油脂含不飽和鍵較多，易
和空氣行漸次氧化而凝結固化，故塗於物體表面在空氣中具乾燥性。
例桐油、亞麻仁油。
2.不乾性油：含少量雙鍵或不含雙鍵的高級酸酯，在空氣中不能乾燥。
例豬酯、
蓖、麻油。
3.半乾性油：介於上述兩者之間的。
例大豆油。
所得產物中有油脂、NaOH、甘油及肥皂，此時可加入食塩溶液將肥皂塩析而出，浮於液面。
(因肥皂不溶於塩水，又較塩水之比重為小)肥皂應是中性的，但如鹼太多或皂化不全，則會有游離鹼呈鹼性，或因皂化不全而有游離酸呈酸性。
肥皂游離鹼(以NaOH計)最大容許量在0.05~1.1%之間，純皂份(以Na皂計)最小在70%以上，pH＜9，水份10~15%。
三、實驗器材及藥品
牛脂、NaOH、酒精、NaCl、甘油、色料、香料、燒杯、模型、錶玻璃
四、實驗步驟:
（一）皂基之製作：
1.水相-----NaOH sol'n （15 ml R.O.水+ 5 g NaOH）
2.油相-----秤12 g牛脂於250ml的燒杯中
3.將水相加入油相中，並加入20 ml乙醇(幫助得均相溶液，因油與NaOH sol'n 不互溶，乙醇可溶於水也可與油互溶，增加油脂溶解度及提高沸點，達到增加反應速率的目的，進而增加皂化速度) 。
4.於熱水浴中加熱，用錶玻璃蓋著，並不時攪拌（如體積變少或變黏稠，則加入乙醇和水1 ：1 之溶液，以保持一定體積）。
5.準備一食塩溶液，做塩析（300 ml水溶解100 g NaCl）
6.皂化約40分鐘即可完成(表面無油珠狀也無油味時)(此皂化混合物包含肥皂、甘油、過量的NaOH 、乙醇)
7.倒入準備好之食塩水，輕輕攪拌數下即可(因生成的肥皂溶液在食塩水中，溶解度會降低，故可加入飽和食塩水，使肥皂析出，進而得到肥皂粗產品即皂基)
8.抽氣過濾，收集沉澱物(用冰水沖洗沉澱物)
9.再度倒入熱食塩溶液(溫度約70℃) ，攪拌此混合物幾下就好(可將皂基洗的更白，鹼性變弱形成皂漿)
10.抽氣過濾，收集沉澱物(用冰水沖洗沉澱物)
11.皂基，壓乾
（二）精製：
1.10 g肥皂+ 10 ml酒精+ 9 ml甘油(留5ml作消
泡用)
2.至澄清，體積減少為1/2~2/3
3.待溫度降至50℃，加色料1 ml 及2~3滴香料
4.倒入模型中(模型先塗甘油)
Ps.甘油作為保濕劑及增加肥皂透明度
油加NAOH及乙醇,攪拌加熱...直至糊
狀然後再用濃食鹽水鹽析
這是抽氣過濾器
甘油和肥皂被分離了~~~~下面那一堆
水是濃食鹽水加甘油的結晶
上面是剛被分離出來的肥皂(二重覆)
要再用冰水沖洗掉殘留的甘油和
NAOH...
成品
五、實驗結果:
計算產率？
六、問題與討論
1.使用皂基製作之手工香皂.成為固體後是當下可以使用?還是需靜置多久才可以使用?
「皂基」本身就是成皂，己經可以用了，故採用皂基做材料的手工皂，在成為固體時就可以用了。
「冷製皂」係用油與鹼來製成的，需靜置一～二個月才可以使用。
2.肥皂之乳化作用?
形成的肥皂分子結構是由許多碳與氫原子(c.H)形成一條長鏈，
長鍊的一端為親油性，另一邊的頂端在水中會解離成帶有正電的離子而形成親水性；上述之親油性端非常極端，所以利用物質具有『極性溶於極性』與『非極性溶於非極性』的特性，因此，肥皂分子會利用親油端溶在油漬的污垢中，而形成『乳化作用』
3.為何Ca(OH)2不能代替NaOH用於製備肥皂?
使用Ca(OH)2製備肥皂時，所產生的脂酸鈣，無法溶於水中而沉澱，因此無法用於一般的洗滌
4.肥皂之去汙原理?
肥皂分子具有親油性(長鏈狀碳氫部份~容於油不容水)和親水性(帶電原子團部分~容於水不容於油)2端在水中衣物上的油污被親油性的一端吸附油污被包住後再由親水性一端牽入水中使油汙與衣物分離達到清潔效果。