"Мыло ручной работы: мода или необходимость?"

РАЙОННАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ   «Надежда Губернии»

СЕКЦИЯ «Химия»

«Мыло ручной работы: мода или необходимость?»

Автор: Огурцова Ольга

Учащаяся 10 класса

МОУ «Темповская средняя

общеобразовательная школа

Ртищевского района

Саратовской области»

Руководитель: Огурцова Ирина

Геннадьевна,

учитель химии и биологии.  

г. Ртищево, 2012г.

Содержание:

1.Введение………………………………………………………………...стр.2

2.Основная часть……………………………………………………..стр.3-10

 2.1.История возникновения мыла………………………………….стр.3-4

 2.2.Что же такое мыло с точки зрения химии?......................стр.5-6

 2.3.Как изготовить мыло в домашних условиях?...................стр.7-8

 2.4.Выгоды домашнего мыловарения. Цена или качество.……..стр.9

3.Заключение…………………………………………………………….стр.10

4.Приложение..………………………………………………………стр.11-12

4.Список используемой литературы……………………..………….стр.13

Введение

Человек чуть ли не с рождения сталкивается с химией, точнее с химическими препаратами, которые окружают нас везде. Моющие средства, среди которых важное место занимает мыло, облегчают процесс мытья, стирки и, бесспорно, стали предметом первой необходимости. В годы войн, разрухи и лихолетья мыло, наряду с продуктами питания, относилось к категории строго нормируемых, жизненно необходимых товаров. Что же такое мыло?

Мыла – это  соли щелочных металлов и высших жирных кислот, преимущественно стеариновой (СН3(СН2)16СООН), пальмитиновой (СН3(СН2)14СООН) и олеиновой (СH3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН). Традиционное мыло получали расщеплением жиров щелочами, т.е. для получения мыла нужны жиры и щелочи - вещества, известные с древнейших времен. В мыле промышленного производства помимо того, что было сказано выше, также содержатся: соли синтетических жирных кислот, с добавлением красителей, отбеливающих, антисептических и смягчающих веществ, отдушек и других компонентов, улучшающих потребительские свойства мыла, но не добавляющих нам здоровья. Синтетические компоненты делают мыло дешевле, упрощают производство, но они не нужны нашей коже! Они могут вызывать сухость, стянутость кожи, раздражение, шелушение, аллергические реакции и кожные заболевания. Сейчас мы стали более искушенными при выборе товаров для личного потребления и более требовательными к качеству,  лояльны к цене такого товара, как мыло, которое само по себе не является дорогостоящим товаром.                                            В этом  и есть вопрос моего исследования: «Мыло ручной работы: мода или необходимость?»

Цель:

•        Расширить представления о мыле ручной работы, способах его получения, роли в повседневной жизни человека;                                       Для достижения этой цели  были поставлены следующие задачи:

•        изучение теоретических основ данной темы

•        расширение кругозора

•        повышение  интереса к предмету химии

•        проведение  практической работы «Домашнее мыловарение» и исследования «Себестоимость мыла ручной работы ».

История возникновения мыла.

Вспомним строки, написанные К.И.Чуковским: «Надо, надо умываться по утрам и вечерам». Вот только одной воды для поддержания чистоты кожи маловато! Возникновение мыла окутано тайнами и легендами. Ученые до сих пор бьются над вопросом «Кто и когда изобрел мыло?», выдвигают различные теории, подкрепленные как историческими фактами и результатами раскопок, так и легендами и сказаниями. Мнения всех, так или иначе, сходятся в одном: местами зарождения производства мыла стали древнейшие культурные центры. Общепризнанным знатоком секретов женской привлекательности была египетская царица Клеопатра (69-30гг.до н.э.), славившаяся необычайной красотой. До наших дней дошла ее книга «О лекарствах для лица», а на берегу Мертвого моря сохранились руины принадлежавшей ей парфюмерной фабрики, на которой возможно делали что-то похожее на мыло. Также, одна из легенд связывает появление мыла и даже слова soap (англ.) с горой Sapo, на которой в древнем Риме сжигали туши принесенных в жертву животных. У подножия этой горы протекает река Тибр, где постоянно стирали одежду. Жир животных смешивался с золой костров, а затем смывался дождями в реку. Вода в реке начинала пениться и хорошо отмывать все загрязнения с ткани. Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Самое раннее упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23–79 гг.). В трактате «Естественная история» Плиний писал о способах получения мыла омылением жиров. Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно. Для мытья и стирки белья на Руси использовали щелок, получаемый при обработке золы водой, т.к. зола от сгоревшего топлива растительного происхождения содержит поташ. Развитию мыловарения способствовало наличие сырьевых источников. Например, марсельская мыловаренная отрасль промышленности, известная с эпохи раннего средневековья, располагала оливковым маслом и содой. Мыловарение развивалось также в Италии, Греции, Испании, на Кипре, т.е. в районах, культивирующих оливковые деревья. Первые германские мыловарни были основаны в XIV столетии. Химическая сущность мыловаренных процессов долгое время была не ясна. Лишь в конце XVIII в. была выяснена химическая природа жиров, и затем поняты реакции их омыления. В 1779 г. шведский химик К.В.Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется растворимое в воде сладкое вещество. В 1817 г. французский химик М.Э.Шеврель открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя французский химик П.Э.М.Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров.

Что же такое мыло с точки зрения химии?

Общая формула твердого мыла:

Мыло - это соли жирных кислот, обладающие моющими свойствами. А что такое жирные кислоты? Это важнейшая составляющая растительных масел и животных жиров, которые, в основном, состоят из соединений жирных кислот и глицерина. В свою очередь, глицерин – это один из лучших увлажнителей и кондиционеров кожи.

Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей. Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов: Получение натриевых солей:

СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.

Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором хлорида натрия. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием.

Механическая обработка заключается в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции.

Химическая реакция между жиром и золой (или содой), которая была обнаружена в глубокой древности, и сегодня является основной для получения мыла. Этот процесс так и называется – реакция омыления. В результате образуются два ценных и дополняющих друг друга продукта – мыло и глицерин. При этом на каждые три молекулы мыла образуется одна молекула глицерина. Мыло обладает моющими свойствами, которые проявляются при гидролизе:

а глицерин делает умывание приятным и полезным. Собственно, это и есть так называемое мыло ручной работы. В его состав входит только то, что необходимо и достаточно: моющая основа на базе натуральных масел и жиров, вода и естественный глицерин. Как правило, в такое мыло вводят смягчающие и питательные добавки: бесконечное разнообразие масел, жиров, восков, глин, лечебных грязей, растений и экстрактов из них, и, возможно, эфирные масла.

А при промышленном производстве глицерин отделяют от мыла! Таковы требования технологии массового выпуска. В лучшем случае, малую часть этого глицерина возвращают на последующих стадиях производства, называя такое мыло «глицериновым». Но на этом история не заканчивается. Для повышения эффективности производства и внешней привлекательности продукта в мыло промышленного изготовления добавляют множество синтетических веществ, которые не нужны нашей коже, а иногда и потенциально опасны!!!

Посмотрите внимательно на состав того мыла, которым Вы привыкли пользоваться. Там будут, помимо собственно мыла, воды, глицерина, указаны синтетические компоненты: ПАВы, детергенты (лаурил- и лауретсульфаты, сульфонаты, cocamidopropyl betaine, sodium cocoyl isethionate и т.д.), структурообразователи (stearic acid), сольвенты (дипропиленглиголь - DPG, изопропилмиристат – IPM и т.д), консерванты, стабилизаторы (натрия ЭДТА, etidronate, BHT, антал), антибактериальные компоненты (триклозан), красители (диоксид титана, CI 12490, 15510, 77891 и т.д.), отдушки, регуляторы кислотности и прочее. Здесь перечислили далеко не все синтетические компоненты, которые содержатся в современном мыле промышленного изготовления. Причем зачастую в списке ингредиентов, «синтетика» указана на первых позициях, что означает высокое содержание этих компонентов. В продаже можно встретить «мыло», которое вовсе не содержит солей жирных кислот, то есть полностью сделано на основе синтетических ПАВ или детергентов (это одно и тоже).

Об этих синтетических детергентах (их иногда сокращенно называют синдетами) хочется сказать особо. Это поверхностно-активные вещества нефтяного происхождения, которые обладают хорошими моющими свойствами, имеют любой рН (в том числе и пресловутый 5.5), применимы в жесткой и даже морской воде и т.д. Одно плохо – человек эволюционно не приспособлен к контакту с этими веществами, рано или поздно наша кожа этого не выдерживает. А мыло в небольших количествах образуется при любом контакте кожи с золой (недаром золой можно умываться!), поэтому наш организм «знаком» с мылом многие века и воспринимает его без осложнений.

Как изготовить мыло в домашних условиях?

1)Варка мыла из промышленной мыльной основы, которая не имеет ни запаха, ни цвета. Основа бывает двух видов: прозрачная (глицериновая) или матовая (из кокосового или пальмового масла).

Можно привести шесть основных шагов, следование которым, поможет своими руками изготавливать на домашней кухне настоящие произведения искусства из мыла.

1.        Расплавление основы: Предварительно необходимо измельчить основу: порезать на кусочки ножом или натереть на тёрке. Плавить можно двумя способами, но в обоих случаях основа плавится без непосредственного контакта с плитой. Первый вариант: делать это в микроволновой печи, второй расплавлять на водяной бане. Секрет хорошего мыла состоит в том, что нагревание необходимо осуществлять только до того момента, пока основа не расплавится (60-65 C0).

2.         Добавление эссенций: Итак, когда основа уже не подвергается нагреванию необходимо ввести эссенции, это могут быть любимые духи, ароматические эфирные масла, которые можно купить в аптеке, или натуральные продукты, такие, как ваниль или мёд.

3.        Подкрашивание: В качестве красителя для изготовления мыла можно использовать практически всё, что может подсказать Ваша фантазия. При добавлении пищевых красителей стоит учитывать, что они обесцвечиваются со временем. Краситель следует добавлять понемногу, так как при необходимости всегда можно добавить цвет.

4.        Другие добавки: Если Вы хотите, чтобы мыло, сделанное своими руками, имело увлажняющие свойства, можно добавить различные растительные масла, например, миндальное масло, масло ростков пшеницы с витамином E, масло манго и т.д.

5.        Разливание в формы: В качестве форм подойдет любая кухонная формочка, пластиковые коробочки или лоточки от сыра, масла или паштета. Также можно использовать ячейки из коробок шоколадных конфет, формочки для льда или детские песочные формочки.

6.        Извлечение из формочек.

После извлечения мыло готово к использованию, как только оно затвердеет.

2)Изучив  теорию, мы попробуем  получить мыло  на практике путем его варки  кустарным  способом. Чтобы наше мыло было безопасным  для здоровья, мы будем применять  натуральное сырье: говяжий жир, свиной жир, этиловый спирт, NaCl, Na2CO3, эвкалиптовое масло. Ход работы описан в приложение №1.

Наш второй опыт будет заключаться  в получении  туалетного мыла.

Для получения  туалетного  мыла  ядровое мыло  измельчаем, разминаем. Затем в мыло добавляем 2 капли эвкалиптового масла (эфирное масло, жидкое, желтого цвета, антисептическое и противовоспалительное  средство).

    Изучение свойств мыла

Для изучения свойств мыла необходимо провести ряд опытов, подтверждающих его моющие свойства. Для этого следует:

1.        В одну пробирку налить 5 мл дистиллированной воды, в другую – столько же водопроводной, поместить в каждую по кусочку мыла.

2.        Закрыть пробками и встряхивать обе пробирки одновременно в течение нескольких секунд.

3.        Поставить пробирки в штатив и с помощью секундомера определить, как долго пена остаётся в каждой пробирке. В пробирке с дистиллированной водой пена держится- 30 сек, а с водопроводной 10 сек.

4.        Отметить вид содержимого каждой пробирки. Раствор стал мутным  от мыла  в  двух пробирках.

5.        С помощью универсальной индикаторной бумаги определить кислотность мыльного раствора. Мыльный раствор имеет слабощелочную среду.

6.        Наличие глицерина в реакционной смеси можно обнаружить при помощи качественной реакции на многоатомные спирты, т.е. добавлением свежеприготовленного гидроксида меди.  При добавлении гидроксида меди в пробирки, раствор стал ярко – синего цвета.

Выгоды домашнего мыловарения. Цена или качество.

Примерная себестоимость 100 гр. такого мыла, не учитывая разовых затрат на подручные средства, себестоимость одного бруска мыло весом 100 грамм можно обозначить так:

-мыльная основа  230 — 250 руб./кг, а значит 23-25 руб./100 гр.;

- растительные масла. К примеру, за 50 гр. масла виноградных и абрикосовых косточек  или миндальное масло с вас попросят 55 руб., а вот уже за  те же 50 гр. масла зародышей пшеницы нужно будет заплатить 85 руб. Поэтому затраты на масла составят 1-1,5 руб./1 мл;

-качественные ароматизаторы можно приобрести по цене 400-500 руб./1 кг, а за 10 мл вы отдадите 4 рубля; затраты на пищевые красители составят в среднем 45 руб./15 мл, а расход будет 1-3 капли на 100 гр., что обойдется вам в 1 рубль..

Соответственно, себестоимость 100 гр. бруска мыла будет колебаться в пределах 29-32 рублей.

Как видно себестоимость мыла ручной работы не так уж отличается от стоимости мыла промышленного производства, но полезных свойств куда больше, чем в промышленном.

Заключение.

Итак, настоящее натуральное мыло изготавливается из растительных и реже животных масел и жиров, которые в процессе мыловарения омыляются щелочью. В основе промышленного производства мыла лежит тот же химический процесс, что и при производстве натурального мыла ручной работы, но, тем не менее, между натуральным и промышленным мылом существует огромная разница.

Во-первых, в промышленности при производстве мыла используются самые дешевые масла, которые обладают хорошими очищающими свойствами, но при этом очень сушат кожу. Натуральное мыло ручной работы, в отличие от промышленного туалетного мыла, содержит большое количество натуральных масел (оливковое, кокосовое, пальмовое масла, разнообразные эфирные масла), обладающих различными полезными свойствами - смягчающими, увлажняющими, питательными, заживляющими, защищающими, антиоксидантными и пр. Эти натуральные масла остаются в небольших количествах на вашей коже после того, как вы смываете мыло, и ваша кожа не сохнет.

Во-вторых, натуральное мыло ручной работы содержит глицерин, природный увлажнитель, который является побочным продуктом химической реакции между щелочью и маслами в мыловарении. Оставаясь на коже, глицерин увлажняет кожу. При промышленном производстве мыла глицерин обычно выделяют и продают отдельно, в виде кремов и лосьонов против сухости кожи.

Натуральное мыло ручной работы содержит достаточно большое количество масел в чистом виде, что положительно влияет на кожу. Кроме того, натуральное мыло часто содержит разнообразные полезные натуральные добавки, придающие мылу необходимые свойства (травы, травяные отвары, глины, скрабы, соли, мед и пр.). Натуральное мыло ручной работы имеет очень интересные и привлекательный внешний вид. Каждый кусочек индивидуален и не похож на остальные. Такое мыло очень приятно для кожи, ароматно, а главное, полезно!

Как видите, натуральное мыло ручной работы гораздо лучше и полезнее, а цена не на много выше своих промышленных аналогов.

Приложение №1

Практическая работа

«Изготовление натурального мыла».

Цель: изучить процесс омыления высших жирных кислот.

В качестве оборудования  и сырья используем:  

•        колба  круглая плоскодонная  вместимостью 1000 см3,

•        стеклянная палочка,

•        штатив с приспособлениями,

•        спиртовка,

•        фарфоровые стаканы вместимостью 500см3 и 200 см3,

•        фарфоровая  ложка,

•        пинцет,

•        весы технические,

•        стакан стеклянный вместимостью 100см3,  

•        жир говяжий 70г,

•        сало свиное 30г,

•        спирт этиловый 20 мл,

•        раствор Na2CO3,

•        раствор NaCl  20% 200 мл,

•        эвкалиптовое  масло  2 капли, растворенное в спирте душистое вещество, лоскутки ткани  размером 5X5 см,

•        формочка для прессования  мыла.

Ход работы:

И так  начнем с получения ядрового мыла высокого качества.

•        Взвесим  на  технических весах  70 г. говяжьего  и 30г свиного жира и поместим  его в колбу емкостью 1000см3 , закрепленную в штативе.

•        Приготовим раствор кальцинированной соды Na2CO3( 25 г

Na2CO3+ 30 мл Н2О).

•        В колбу прильем 20 мл этилового спирта. Он поможет  растворению, контакту неполярного  жира в полярной щелочи.

•        Осторожно, при  нагревании и перемешивании, прильем  приготовленный раствор щелочи Na2CO3.

•        Реакция омыления жира проходит только при нагревании. Признаком реакции является появление мыла.

•        В полученную  смесь выливаем  20% раствор NaCl и снова  нагреваем  смесь до полного отделения мыла.

•        В отличие от горячей воды, в растворе поваренной соли  мыло почти не растворяется. Поэтому  при высаливании оно отделяется от раствора и всплывает.

•        Дадим массе немного остыть, выделившейся слой мыла соберем ложкой  на лоскут ткани, завернем его (работать нужно в резиновых  перчатках!)  и промоем  в холодной воде.

•        Слегка отжав,  переложим его на  другой лоскут ткани.

•        Проверим рН мыла ( нормальный уровень рН 6-7).у нас он был выше , поэтому  мы мыло снова  отсаливали  и промывали водой.

Список используемой литературы:

1.        В.М. Потапов «Органическая химия», М., «Просвещение»,1983г.

2.         «Большая Российская энциклопедия», Научное издательство, М., 1998г.

3.        Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А. Промышленная органическая химия. - М.: Мир, 1997.

4.        Чалмерс Л. Химические средства в быту и промышленности. - Л.: Хим1.      Алексинский В.Н.  Занимательные опыты по химии – М., 1995 г.

5.      Богданова Н.Н. Химия. Лабораторные работы. 8 – 11 кл.: Учеб. пособие для общеобразовательных учреждений. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2001. – 112с.: ил.

6.       Большая советская энциклопедия ( в 30 томах). Гл. ред. А.М. Прохоров. Изд. 3-е М., «Советская Энциклопедия». 1972.Т.17 Моршанск – Мятлик. 1974.616с.

7.       Гроссе,  Вайсмантель Х. Химия для любознательных – М., 1993 г.

8.       Зиновьев А.А. Химия жиров – М., 1990 г.

9.       Селеменева Ю.В. Химия в быту – http:// festival.  1 september.ru

10.       Тоббин И.И. Справочник по мыловаренному производству – М 1991 г.

11.       Штремплер Г.И. – Химия на досуге – М., 1996 г.