Szappankémia és néhány alkalmazás

néhány

Bevezetés

Közös tevékenységeink nap mint nap kapcsolatba kerülnek velünk ezzel a vegyszerrel, és csak tudnunk kell, hogy tisztítására használják, általában kellemes illata van, és formái variálhatók. Kémiai összetételére vonatkozóan azonban kevés információnk van. Ez a cikk arra utal, hogy a történelem során a szappan szerepe fontos volt a társadalom globális szükségleteiből származó új technológiák kifejlesztése szempontjából. A termék iránti kereslet hatása az előállításához használt módszerekben figyelhető meg. A termék mögött álló kémia számos ismeretlen kérdésre ad választ: Hogyan működik a szappan? Miért buborékol? Miért takarít? Honnan származik? Miért különböző előadásaik? A szappan és a mosószer ugyanaz?

Minden állati eredetű zsírokkal vagy növényi olajokkal kezdődik, amelyek szappanná alakulnak át. Ez nem varázslat kérdése: Ezt kémia-nak hívják, és ez egy nagyon egyszerű reakciót jelent, amelyet szappanosításnak neveznek (WADE, 2004). A szappan zsírsavak nátrium- vagy káliumsóit tartalmazza, amely egy zsíros test keverékének terméke (trigliceridek alkálival, amely lehet nátrium- vagy kálium-hidroxid).

Hogyan működik a szappan?

Mintha pozitív és negatív pólusú elemről lenne szó, a szappanmolekulának két vége is különböző affinitással rendelkezik.

A 2. ábra egy szappanmolekulát mutat be. Piros színben a fej töltéssel hasonlít a vízhez, mert hasonló polaritásúak. A lipofilnek nevezett kék lánc a zsírokhoz kapcsolódik és taszítja a vizet (CLAYDEN, 2005). Ennek a szerkezetnek köszönhetően a szappannak kettős affinitása van más molekulák polaritásával szemben, és orientálható annak a környezetnek megfelelően, ahol megtalálható.

Hallottunk már valaha olyan kifejezést, hogy "Te és én olyanok vagyunk, mint az olaj és a víz, soha nem lehetünk együtt". Nagyon erős szavak. Valószínű, hogy aki ezt a kifejezést használja, az nem ismeri a szappan kémiai tulajdonságait, amely csökkentheti a felületi feszültséget, és ezzel együtt emulgeáló hatást hozhat létre, ami nagyon közel áll a keveréshez.

A vízben a szappan 100 és 200 micella között alakul ki; vagyis olyan molekulák társulásai vagy konglomerátumai, amelyek töltésükkel a fejüket a molekuláris aggregátum felszíne felé irányítják, míg az alifás láncok befelé maradnak. A micella energetikailag stabil részecske, mivel a töltött csoportokat alacsony energiájú hidrogénkötések kötik össze a környező vízmolekulákkal, míg a zsírszerű csoportok a micella belseje felé orientálódnak és másokkal kölcsönhatásba lépnek.

A szappanok tiszták a molekulájuk végeinek különböző affinitása miatt. A zsíros szennyeződést csak vízzel nem lehet könnyen eltávolítani, ami taszítja, mert oldhatatlan benne. A szappannak azonban hosszú, töltés nélküli alifás vagy szénhidrogén lánca van, amely kölcsönhatásba lép a zsírral, feloldva azt, míg a töltött terület kifelé néz, és cseppeket képez. Miután a zsírcseppek felületét sok szappanmolekula borítja, egy micella képződik, benne egy kis zsírcsepp. Ez a zsírcsepp könnyen diszpergálható a vízben, mivel a fejek a szappan töltő- vagy karboxilát-anionjaival borítják, amint az a 3. ábrán látható. Két oldhatatlan fázis (víz és zsír) keveréke, egy fázissal diszpergálva a másikban apró cseppek formájában emulziónak nevezik. Ezért állítólag a zsírt a szappanoldat emulgeálta. Ily módon a szappannal történő mosás során a zsírt a mosóvízzel eltávolítják.

Történelmi háttér

4. ábra. Sumer táblázat, amely a http://www.cosmeticanatural100x100.es/breve-historia-del-jabon-primera-parte/ oldalról származik. A szappan ma nélkülözhetetlen helyet foglal el a társadalomban. Illatával, textúrájával és buborékjaival vonzza azokat a tulajdonságokat, amelyek meghatározzák azt a különleges felhasználást, amelyet az első civilizációk óta kaptak. Bár az első elkészítés pontos dátumát nem lehet meghatározni, vannak arra utaló jelek, hogy már Kr.e. 2500-ban használták. A sumírok egy ékírásos agyagtábla szerint a gyapjú mosásához víz, lúg és akácolaj keverésével készített anyagot használtak (SPITZ, 2010). Úgy gondolják, hogy a latin szaponemből származó szappan szó a Sapo-hegyről származik, ahol olyan állatokat áldoztak fel, akiknek zsírját megolvadva a hamuval és iszappal együtt a Tiberis partjára hurcolták (WILCOX, 2000).

Az eberesi papirusz, a Kr. E. 1500-ból származó orvosi értekezés azt állítja, hogy az egyiptomiak kenőcsként használták a szappant a bőrfertőzések gyógyítására (BARDINET, 1995); emellett állati zsír és növényi olajok, lúgos sók és hamu keverésével tökéletesítették termelésüket, ha habos anyagot akartak. A babiloni Nabonidus (Kr. E. 556-539) uralkodása alatt szezámolajjal, hamuval és ciprusszal készítették, bár a felületek mosására használták (LEVEY, 1958). A héberek számára a fürdő szellemi megtisztulást is jelentett: Jeremiah könyve (Kr. E. 627) tartalmazza a héber bôrîth szót, ami "lúgos zöldséget" jelent, amely valószínűleg őshonos növények keveréke volt, amelyet elégetve szappanos vegyületet kaptak (QUEEN és VALERA, 1960; SPITZ, 2010).

5. ábra. Hajmosás a mexikói közösségekben.
6. ábra. A Xiuhamolli növény gyökere. A spanyol előtti Amerika lakosainak szokása volt a napi fürdés és a ruhák gyakori mosása. Ehhez két bemenetet használtak: ruhák mosására, a Xiuhamolli szappangyár gyökerére, amely habot termelő szaponinokat tartalmaz (SAHAGÚN, 1577); valamint a Copalxocotl kérge és gyümölcse a test és a haj mosására (CRUZ, 1552). A kéreg kivonatát napjainkban is használják a lepra kezelésében (ESCOBEDO, 2013). Hasonlóképpen, az ókori kínai emberek növényi alapú szappant állítottak elő, és személyes tisztításra használták, ez a folyamat jobban ismert "hüvelyes mosás" néven. Később gyógynövényeket adtak hozzá és kozmetikai felhasználást adtak neki (SCHAFER, 1956).

Az egyiptomi szappan formulát a görögök és a rómaiak is alkalmazták, akik úgy készítették, hogy zsírokat és olajokat lúggal hamuból és mészből főztek (SPITZ, 2004). A fürdés azonban számukra szociális és egészségügyi kérdés volt. A test tisztításához szappan helyett olívaolajat használtak (ASHENBURG, 2007). Ez volt a Kr. U. 2. századig. aki a gyarmatosítás eredményeként személyes fürdésbe kezdte használni, ami miatt elfogadta a használatát és gyártását (SPITZ, 2004). Európában a szappant évszázadok óta nem alkalmazták személyes tisztításra, mert a háború a fekete korban keletkezett, a középkorban visszatérő hiedelmek miatt. Évszázadokkal később a „marseille-i szappan” (Franciaország) széles körben elterjedt a mediterrán régiókban, mint például az olaszországi Savona és a spanyolországi Castilla (SPITZ, 2010). Ezt olívaolajjal és a barilla nevű növények keverékével készítették, amely az alkáli anyagot adta, mivel nátrium-, kalcium- és kálium-karbonátokban gazdag, és bőséges volt a régióban. Így szabályozta a 17. század közepén a francia kormány a marseille-i szappanpiacot, és olyan szabályokat javasolt, amelyek kizárják az állati zsírokat.