Приготовление мыла холодным способом

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №88

Калининского района Санкт-Петербурга

I межшкольная научно-практическая конференция молодых исследователей «Академия успеха – 2015»

Исследовательская работа по теме

«Приготовление мыла холодным способом»

Работу выполнили:

ученицы 9 класса А

ГБОУ СОШ № 88

Кузнецова А.

Смирнова В.

Руководитель:

Учитель химии

Вавилина Светлана Леонидовна

Санкт-Петербург

2015 год

Оглавление

I. Введение …………………………………………………………………………………………3

II. Основная часть

Теоретическая часть

§ История мыла …….………………………………………………………………...……………4

§ Все тонкости процесса мыловарения ………………………………………………………….5

§ Натуральное домашнее мыло или промышленное? Выбор за Вами …            ……….……..7

Практическая часть

§ Мыло с нуля. Приготовление мыла холодным способом …………………………………….8

§ Тестирование полученного мыла ………….…………………………………………………...9

III. Заключение

Выводы ………………………………………………………………………………………….....11

Практическая значимость работы ………………………………………………………………..11

Используемые информационные ресурсы …………………………………………...……….....12

I. Введение

Мы считаем, что сохранение здоровья – одна из основных проблем современного человека. Здоровое питание, гипоаллергенные косметические продукты важны и актуальны. Именно поэтому, мы стали часто задаваться вопросом: "Почему многие люди, несмотря на высокую цену, предпочитают косметику ручной работы? Чем косметика хенд мейд  отличается от косметических средств промышленного производства, действительно она более полезна или это очередной миф?"

Мы решили попробовать дать ответ на этот вопрос, собственноручно приготовив натуральное мыло.

Цель работы: изучение процесса мыловарения, приготовление мыла в условиях школьного кабинета химии, установление различия между натуральным мылом ручной работы и промышленным.

Задачи:

1. Используя литературные источники и ресурсы сети Интернет познакомиться с историей мыловарения; составом, видами мыла; способами приготовления мыла.

2. Посетить мастер класс «Мыло с нуля» в магазине-лаборатории «Формула мыла».

3. Сделать мыло холодным способом в условиях лаборатории кабинета химии.

4. Провести тестирование полученного мыла по следующим показателям: уровень pH, пенообразование, воздействие на кожу, растрескиваемость.

5. Обработать полученные результаты, используя основные программные продукты - Microsoft Office Microsoft Word, Microsoft PowerPoint.

Методы исследования:

1.Анализ литературы и Интернет источников;

2.Эксперимент;

3.Наблюдение за протеканием процессов, лежащих в основе получения мыла холодным способом;

4.Методы опроса (беседа, анкетирование).

II. Основная часть

Теоретическая часть

История мыла

История мыловарения насчитывает, по меньшей мере, 6 тыс. лет.

Во времена Гомера мыло еще не было известным. Древние греки очищали тело песком - особенно мелким, привезенным с берегов Нила. Древние египтяне умывались с помощью пасты из пчелиного воска, растворенной в воде.

Честь изобретения мыла приписывается сразу нескольким древним народам. Одни учёные утверждают, что своим знакомством с моющими средствами человечество обязано диким галльским племенам. По свидетельству разных историков, галлы делали из сала и золы букового дерева какую-то чудодейственную мазь, которую использовали для очищения и окрашивания волос, а также для лечения кожных заболеваний. Во II столетии эту "мазь" стали использовать для мытья рук, лица и тела в римских провинциях. Древние римляне в эту смесь добавляли золу морских растений, и выходило настоящее качественное мыло. Однако с этой версией не совпадают недавние открытия ученых. Не так давно подробнейшее описание процесса мыловарения было найдено... на шумерских глиняных табличках, датированных 2500 годом до нашей эры. Способ основывался на смеси из древесной золы и воды, которую кипятили и растапливали в ней жир, получая мыльный раствор.

Другая версия ученых гласит, что мыло все-таки изобрели римляне. По легенде, само слово мыло (на английском языке - soap) образовалось от названия горы Сапо, где происходило принесение жертв богам. Смесь из растопленного животного жира и древесной золы жертвенного костра смывало дождем в глинистый грунт берега реки Тибр. Женщины, которые стирали там белье, обратили внимание, что благодаря этой смеси одежда отстирывается значительно легче. Так, постепенно стали использовать "дар богов" не только для стирки одежды, но и для мытья тела. Кстати, первые мыловарни тоже были выявлены археологами на территории Древнего Рима, а еще точнее - среди руин знаменитой Помпеи. Во время археологических раскопок Помпеи были найдены помещения мыловарен. Мыло в ту пору было полужидким предметом роскоши и ценилось наряду с дорогими лекарствами и зельями. Но даже зажиточные люди не могли себе позволить стирать им белье. Для этого использовали разные глины, растения. Итак, споры о том, кому человечество обязано изобретением мыла, до сих пор не завершены.

Что касается Руси, то здесь секреты изготовления мыла унаследовали от Византии, а собственные мастера-мыловары появились только в XV столетии. А промышленное производство мыла было налажено при Петре I. В XVIII столетии прославилась своим мылом фабрика города Шуя. Даже на гербе города изображен брусок мыла.

Начиная с IX века н.э., основным поставщиком мыла в Европе стал город Марсель, благодаря наличию на близлежащей территории сырьевых источников, то есть оливкового масла и соды. Масло, получаемое после первых двух прессовок, употреблялось в пищу, а после третьей использовалось для приготовления мыла.

Лишь с конца XIV века марсельское мыло уступило свое место в международной торговле венецианскому. Так же мыловарение активно развивалось в Италии, Греции и Испании.

В XV веке в Италии, в Севоне, начали впервые выпускать твердое мыло промышленным путем. При этом жиры соединялись не с золой, а с природной кальцинированной содой. Это значительно снижало себестоимость мыла, а, следовательно, перевело мыловарение его из разряда ремесленного производства в мануфактурное.

Начиная с XIV века, мыловарни стали появляться и в других странах Европы. А сейчас мыльная промышленность налажена повсюду.

Мыло получается при взаимодействии жиров с щелочью. Когда мы растворяем (намыливаем) мыло в воде, происходит обратный процесс: выделяются жирные кислоты и щелочь. Такая композиция эффективно удаляет загрязнения с кожи.

Все тонкости процесса мыловарения

Мы очень заинтересовались этим увлекательным и достаточно трудным, нуждающимся в точности, процессе. Оказалось, что в нашем районе есть маленький магазинчик «Формула мыла», где продают всё для мыловарения, включая масла и формочки, а также периодически проводят мастер - классы. Конечно же, мы посетили один из мастер-классов "Мыло с нуля". Там нам подробно рассказали все тонкости этого процесса и продемонстрировали его. Безусловно, нам понравилось, мы загорелись идеей повторить это в нашей химической лаборатории с нашими преподавателями.

Ещё на мастер - классе нам рассказали, что для того чтобы сварить хорошее, сбалансированное, "правильное" мыло, нужно правильно подобрать компоненты, то есть масла. Разные масла отвечают за разные свойства мыла. Расскажем немного о том, что нужно соблюдать при изготовлении мыла. Итак, для начала выбирают процент пережира. Пережир - это те масла, которые не проходят реакцию со щелочным раствором, т.е. не омыляются. А раз они не раскладываются  на соли жирных кислот и глицерин, то все свои полезные свойства прямо направляют на заботу о нашей коже. Для изготовления мыла холодным способом выбирают 5-15% пережира, а горячим – 1%. Мы готовим мыло первым вариантом, поэтому выбрали 7% пережира. Также стоит обратить внимание на йодное число, которое отвечает за прогаркание масла, чем оно меньше, тем дольше не портится готовый продукт. Обычно максимальное йодное число – 60. Для того чтобы составить оптимальный рецепт, нужно воспользоваться специальным "мыльным" калькулятором, имеющимся на сайте магазина «Формула мыла» (http://soap-formula.ru/)

Во-первых, выбираешь, какие масла хочешь использовать (исходя из своих предпочтений и стоимости масла), затем вводишь их вес, процент пережира, а калькулятор считает йодное число, общую твёрдость, очищающие и смягчающие качества, кремовость и пузыристость пены, приводя нужное количество каждого из этих свойств и сравнивая с вашими. После составления сбалансированного рецепта, когда все пункты учтены, а нужные для варки мыла материалы закуплены, можно приступать.

Фото 1. Оптимальный рецепт, полученный

при использовании «мыльного калькулятора»

Хочется добавить, что для мыла понадобится не только щёлочь, вода и разные масла, но и краситель с ароматизатором. Иногда используют натуральные (например, молотый кофе), но они дают не такой сильный аромат, как искусственные.

Натуральное домашнее мыло или промышленное? Выбор за Вами…

Несмотря на наличие сходства натурального домашнего мыла и промышленного, всё же между ними большая разница:

1. При омылении масел и жиров образуются натриевые соли жирных кислот (само мыло) и глицерин. В процессе промышленного производства глицерин, с помощью специальной процедуры, отделяется и удаляется из мыла для дальнейшей продажи в целях дополнительного дохода. В домашнем мыле весь образованный глицерин остается на своем «родном месте» и смягчает вашу кожу, предотвращая пересушивание.

2. В домашнем мыле в отличии от промышленного нет свободной щелочи и нет консервантов, которые не только значительно увеличивают срок годности мыла, но и пагубно сказываются на вашей коже.

3. Но главное преимущество нулевого мыла – его состав. В рецептах домашних мыл обычно красуются масла, из которых получается нежное ухаживающее мыло. Каждый рецепт тщательно сбалансирован: пенка, твердость, очищение, мягкость должны соответствовать задуманному результату. Цель мыловара на заводе – сделать мыло максимально дешевым и удовлетворяющим потребительским качествам: чтобы было твердым, держало форму и цвет.

4. По ощущениям на коже, при использовании домашнего мыла, разница очень даже заметна! Исчезает сухость кожи, руки становятся мягкими и ухоженными и если свести к минимуму контакт со средствами для мытья посуды, чистящими средствами, например, используя при работе резиновые перчатки  или заменить промышленные средства на хозяйственное мыло ручной работы, или просто соду, уксус и лимонную кислоту - крем для рук вам больше не понадобится.

5. Очевидно, что разница между мылом, изготовленным промышленным способом и мылом своими руками есть. Она есть и в технологии и в рецептуре. В домашнем мыле вы точно знаете состав и, что можно ожидать от этого мыла. При промышленном способе в мыле может оказаться все, что угодно: от наполнителей, нефтепродуктов до различных синтетических ПАВ (поверхностно-активных веществ). Для человека, заботящегося о своем здоровье,  выбор в пользу полностью натурального мыла домашнего изготовления очевиден.

Практическая часть

Мыло с нуля. Приготовление мыла холодным способом

Первый шаг. Соблюдая технику безопасности, помещаем в большой мерный стакан нужное количество щёлочи. В этом деле очень важна чёткость. Затем в этот же стакан добавляем либо лёд, либо холодную воду, перемешиваем. Мерный стакан обязательно должен стоять в ёмкости с холодной водой, так как реакция воды со щелочью экзотермическая и требуется охлаждение.

После этого можно браться за масла. Сначала рекомендуется смешать твёрдые масла и расплавить их. В нашем случае, мы сделали навеску 300 грамм кокосового и 300 грамм пальмового масел, а затем смесь поставили в микроволновую печь на непродолжительное время. Когда никаких комочков в расплавленных кокосовом и пальмовом масле не осталось, мы налили туда в нужном количестве оставшиеся жидкие масла (кунжутное и оливковое).

Настало время смешивать щёлочь  с маслами, но и здесь всё не так просто. Температура раствора щёлочи должна быть около 32-42 градусов, а температура смеси масел должна отличаться от неё максимум на два градуса. Мы измерили температуру раствора щелочи и расплавленной смеси масел, они оказались ниже требуемой по рецепту, поэтому нам пришлось переставить щёлочь в ёмкость с горячей водой, чтобы немного подогреть, а масла ещё немного подогрели в микроволновке.

Вот теперь, самый главный момент! Смешиваем щёлочь и масла. Выливать масло стоит аккуратно, медленно, с перерывами и помешивая. Затем нужно воспользоваться блендером или миксером, чтобы придать нашему мылу более густую форму. Доводим таким образом до стадии  следа (это когда мыло густеет до такой степени, что если поднять блендер вверх, то стекающие капли оставляют следы на поверхности массы). Вот здесь у нас появилась небольшая проблема. Нашу массу мы долго не могли сделать густой. Сначала решили, что миксер недостаточно мощный, но затем выяснилось, что большое количество оливкового масла  в рецепте долго не даёт довести до стадии следа. Мы ещё много времени (15 минут) потратили для того, чтобы всё получилось…

 Теперь можно придать будущему мылу цвет и запах. Мы добавили лаймовую отдушку и перемешали. Что касается окраски мыла, то чаще всего красят лишь 1/3 всей массы, а остальное оставляют натурального цвета, мы же решили окрасить всю массу, но в два разных цвета. Процесс окраски требует постоянного перемешивания.

Теперь можно выкладывать мыло в форму. Сначала один цвет, затем другой, чтобы было красиво и оригинально. Сверху можно нарисовать узор или как-нибудь украсить, например, кофейными зернами.

После этого выкладка мыла закончена, и мы можем поставить его в теплое место для прохождения геля.

Оставляем мыло на 1-2 дня в теплом месте, после чего разрезаем. Мыло готово, но при изготовлении холодным способом ему нужно около месяца дозревать, чтобы вся щёлочь до конца прореагировала. Так что оставляем его в таком виде на месяц, после чего можно пользоваться.

Тестирование полученного мыла

Через месяц мы приступили к тестированию полученного мыла.

1. Измерение pH 10% раствора твердого мыла в дистиллированной воде.

 С помощью универсальной индикаторной бумаги мы определили pH 10% раствора полученного мыла, pH = 8. Промышленное мыло имеет pH от 7 до 10.

2. Наличие устойчивого пенообразования.

Наличие пенообразования 2% раствора твердого мыла определялось появлением устойчивого столба пены в пробирке после 25 интенсивных встряхиваний.

У нашего мыла присутствует устойчивое пенообразование.

Потребительские свойства мыла – внешний вид (сохранение формы во время использования, отсутствие растрескиваемости), запах, воздействие на кожу исследовались в тестовой группе (20 человек), состоящей из членов семьи и одноклассников в течение трех дней. Итог своих наблюдений они заносили в таблицу.

Таблица 1. Оценка потребительских свойств мыла

На основе предоставленных респондентами данных была составлена гистограмма.

 Гистограмма 1.  «Оценка потребительских свойств мыла»

Анализ гистограммы:

1. Вешний вид

100 % участников тестовой группы дали оценку внешнего вида мыла - «хорошо».

2. Запах

90% оценили запах «хорошо», 10% - «нейтрально».

3. Воздействие на кожу

70% участников отметили хорошее воздействие мыла на кожу, 20% - «нейтрально», 10%  - «плохо». В ходе беседы мы выяснили, что оценка «плохо» ставилась при появлении  ощущения легкой «стянутости»  кожи  после использования мыла. Мы предположили, что это может быть связано с обезвоживанием кожи во время пользования мылом у людей с сухим типом кожи.

Выводы

• Теоретический анализ показал, что в литературе и Интернет источниках  подробно представлена информация по истории, составу и получению мыла.
• Опытным путем установлено, что в условиях школьной лаборатории, при приобретении в специализированном магазине необходимых материалов, можно приготовить мыло холодным способом.
• Между мылом ручной работы и промышленным существуют различия, о которых мы подробно рассказали в параграфе «Натуральное домашнее мыло или промышленное? Выбор за Вами…»
• Мыло ручной работы  не содержит потенциально опасных для здоровья человека веществ (например, лаурилсульфата натрия, который может оказывать раздражающее действие на кожу и  является сильным аллергеном) или триклозана, наносящего вред природе и человеку.
• Создание  натуральной косметики – это захватывающий творческий процесс.
• Единственный недостаток мыла ручной работы – это его высокая цена.

Практическая значимость работы

Презентацию «Получение мыла холодным способом» можно показать на уроках химии в 10 классе при изучении темы «Сложные эфиры. Жиры. Мыла». Просмотр презентации поможет, во-первых, лучше разобраться в изучаемом материале и, во-вторых, определиться с выбором хобби. Ведь наличие хобби очень полезно, т.к. привносит в нашу жизнь элемент творчества. Психологи утверждают, что хобби может помочь в борьбе со стрессом и депрессией – частыми спутниками жизни современного человека.

Используемые источники информации:

1. Э.Гроссе, Х. Вайсмантель Химия для любознательных /Перевод с немецкого Л.Н.Исаевой под редакцией Р.Б.Добротина и А.Б.Томчина/ - Ленинград: «Химия». Ленинградское отделение, 1985
2. Коллектив авторов. Производство мыла М.: Пищевая промышленность, 1976
3. Б.Д.Степин, А.Ю.Алиуберова Занимательные задания и эффектные опыты по химии - М.: Дрофа, 2002
4. И.М. Товбин Справочник по мыловаренному производству - М.: Пищевая промышленность, 2012
5. Документальный фильмы "Среда обитания. Шампунь на вашу голову"
6. http://milovar.pro/
7. http://soap-formula.ru/
8. http://www.soap69.ru/
9. http://www.craftsoap.ru/