Омыление
Омыление — процесс расщепления сложных эфиров на карбоксилатные соли и спирты под действием водной щелочи . водные растворы гидроксида натрия . Обычно используют [ 1 ] [ 2 ] Это важный тип щелочного гидролиза . Когда карбоксилат имеет длинную цепь, его соль называется мылом . Омыление этилацетата дает ацетат натрия и этанол:
- C 2 H 5 O 2 CCH 3 + NaOH → C 2 H 5 OH + NaO 2 CCH 3
Омыление жиров
[ редактировать ]Растительные масла и животные жиры являются традиционными омыляемыми материалами. Эти жирные вещества, триэфиры, называемые триглицеридами , обычно представляют собой смеси, полученные из различных жирных кислот. При традиционном омылении триглицерид обрабатывают щелочью , которая расщепляет сложноэфирные связи, высвобождая соли жирных кислот (мыла) и глицерин . В одном упрощенном варианте омыление стеарина дает стеарат натрия .
- C 3 H 5 (O 2 C(CH 2 ) 16 CH 3 ) 3 + 3 NaOH → C 3 H 5 (OH) 3 + 3 NaO 2 C(CH 2 ) 16 CH 3
Этот процесс является основным промышленным методом получения глицерина ( С 3 Н 5 (ОН) 3 ).
Некоторые производители мыла оставляют в мыле глицерин. Другие осаждают мыло, высаливая его хлоридом натрия .
Жир в трупе превращается в жировой слой , который часто называют «могильным воском». Этот процесс более распространен там, где количество жировой ткани велико, а агенты разложения отсутствуют или присутствуют лишь в незначительной степени.
Значение омыления
[ редактировать ]Число омыления – это количество основания, необходимое для омыления образца жира. [ 3 ] Производители мыла составляют свои рецепты с небольшим дефицитом щелочи, чтобы учесть неизвестное отклонение значения омыления между их партией масла и средними лабораторными показателями.
Механизм основного гидролиза
[ редактировать ]Гидроксид-анион присоединяется к карбонильной группе сложного эфира. Непосредственный продукт называется ортоэфиром .
Saponification part I
При удалении алкоксида образуется карбоновая кислота:
Saponification part II
Алкоксид-ион является сильным основанием , поэтому протон переносится от карбоновой кислоты к алкоксид-иону, образуя спирт:
saponification part III
Классическим лабораторным методом триглицерид тримиристин получают путем экстрагирования его из мускатного ореха эфиром диэтиловым . Омыление до мыльного миристата натрия происходит с использованием NaOH в воде. Обработка мыла соляной кислотой дает миристиновую кислоту . [ 4 ]
Омыление жирных кислот
[ редактировать ]Реакция жирных кислот с основанием является другим основным методом омыления. В этом случае реакция включает нейтрализацию карбоновой кислоты . Метод нейтрализации используется для производства промышленного мыла, полученного из магния, переходных металлов и алюминия. Этот метод идеально подходит для производства мыла, полученного из одной жирной кислоты, что приводит к получению мыла с предсказуемыми физическими свойствами, как того требуют многие инженерные приложения.
Приложения
[ редактировать ]Твердое и мягкое мыло
[ редактировать ]В зависимости от природы щелочи, используемой при производстве, мыло имеет различные свойства. Из гидроксида натрия (NaOH) получают «твердое» мыло ; твердое мыло также можно использовать в воде, содержащей соли Mg, Cl и Ca. [ 5 ] Напротив, калиевое мыло (полученное с использованием КОН ) является «мягким» мылом . Источник жирных кислот также влияет на температуру плавления мыла. Большинство первых твердых мыл производилось с использованием животных жиров и КОН, извлеченных из древесной золы ; в целом они были солидными. Однако большинство современных мыл производятся из полиненасыщенных триглицеридов, таких как растительные масла . Как и триглицериды, они образуются из [ 6 ] соли этих кислот имеют более слабые межмолекулярные силы и, следовательно, более низкие температуры плавления.
Литиевое мыло
[ редактировать ]12-гидроксистеарат лития и другие жирные кислоты на основе лития являются важными компонентами смазок. В смазках на основе лития лития карбоксилаты загустителями являются . Также распространены «сложные мыла», представляющие собой комбинации более чем одной кислой соли, такой как азелаиновая или уксусная кислота . [ 7 ]
Огнетушители
[ редактировать ]Пожары, связанные с кулинарными жирами и маслами (классифицируются как класс K (США) или F (Австралия/Европа/Азия) ) горят сильнее, чем большинство легковоспламеняющихся жидкостей, что делает стандартный огнетушитель класса B неэффективным. Такие пожары следует тушить мокрым химическим огнетушителем . Огнетушители этого типа предназначены для тушения кулинарных жиров и масел методом омыления. Огнетушащий агент быстро превращает горящее вещество в негорючее мыло.
Масляные краски
[ редактировать ]
может произойти омыление в картинах маслом Со временем , вызывающее видимые повреждения и деформацию. Масляные краски состоят из молекул пигмента, взвешенных в масляносвязывающей среде . Соли тяжелых металлов часто используются в качестве молекул пигментов, например, в свинцовых белилах , свинцовых суриках и цинковых белилах . [ 8 ] Если эти соли тяжелых металлов вступают в реакцию со свободными жирными кислотами в масляной среде, в слое краски могут образовываться металлические мыла, которые затем могут мигрировать наружу, к поверхности картины. [ 9 ] : 12–19
Омыление на картинах маслом было описано еще в 1912 году. [ 10 ] : 151 Считается, что он широко распространен и наблюдался во многих работах, датируемых пятнадцатым-двадцатым веками; произведения различного географического происхождения; и работы, написанные на различных основах, таких как холст, бумага, дерево и медь. Химический анализ может выявить омыление, происходящее в более глубоких слоях картины, прежде чем какие-либо признаки будут видны на поверхности, даже на картинах многовековой давности. [ 9 ] : 16
Омыленные участки могут деформировать поверхность картины, образуя видимые комки или выступы, которые могут рассеивать свет. Эти мыльные комочки могут быть заметными только на определенных участках картины, а не на всей ее территории. Например, в Джона Сингера Сарджента знаменитом «Портрете мадам X» комки появляются только на самых черных участках, что может быть связано с тем, что художник использовал больше медиума в этих областях, чтобы компенсировать склонность черных пигментов впитывать их. . [ 9 ] : 12–13, 15 Этот процесс также может привести к образованию меловых белых отложений на поверхности картины - деформацию, часто описываемую как «цветение» или «выцветание», а также может со временем способствовать увеличению прозрачности определенных слоев краски на масляной картине. [ 9 ] : 16, 19
Омыление происходит не во всех картинах маслом, и многие детали остаются неразрешенными. [ 9 ] : 19 В настоящее время ретушь — единственный известный метод реставрации.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Омыление | химическая реакция» . Британская энциклопедия . Проверено 23 мая 2021 г.
- ^ Смит, Майкл Б.; Марч, Джерри (2007), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (6-е изд.), Нью-Йорк: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ «Процедуры и практика лабораторного исследования качества масла» . Американское общество нефтехимиков. Архивировано из оригинала 25 декабря 2012 года . Проверено 17 декабря 2012 г.
- ^ Г. Д. Бил (1926). «Миристиновая кислота» . Органические синтезы . 6:66 . дои : 10.15227/orgsyn.006.0066 .
- ^ «Как омыление делает мыло» . МысльКо . Проверено 5 июля 2023 г.
- ^ «Двойные связи и гидрирование» . GCSE Bitesize . Би-би-си. Архивировано из оригинала 18 августа 2018 г. Проверено 10 марта 2017 г.
- ^ Бартельс, Торстен; Бок, Вольфганг; Браун, Юрген; Буш, Кристиан; Бусс, Вольфганг; Дрезель, Вильфрид; Фрейлер, Кармен; Харпершайд, Манфред; Хеклер, Рольф Петер; рожки, отмычка; Кубицкий, Франц; Лингг, Джордж; Лош, Ахим; Лютер, Рольф; Манг, Тео; Нолл, Зигфрид; Омейс, Юрген (2003). «Смазочные материалы и смазки». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a15_423 . ISBN 3-527-30673-0 .
- ^ Гроен, Карин (2003). «Пигмент» . Гроув Арт онлайн . Издательство Оксфордского университета . дои : 10.1093/gao/9781884446054.article.T067586 . ISBN 978-1-884446-05-4 . Проверено 16 января 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Сентено, Сильвия А.; Махон, Дороти (лето 2009 г.). Леона, Марко (ред.). «Химия старения масляных картин: металлическое мыло и визуальные изменения» . Бюллетень Метрополитен-музея . 67 (1). Метрополитен-музей : 12–19. JSTOR 40588562 . PDF полного выпуска.
- ^ Флери, Поль (1912). «Производство и различные способы обработки белого цинка, его модификации и улучшения» . Приготовление и использование белых цинковых красок (1-е изд.). Лондон: Скотт, Гринвуд и сын. стр. 122–154.
... и хотя Пети объявляет эту теорию ложной, тем не менее на ней и на ее данных он основывает свою систему производства гидратированного белого цинка, изобретателем которого он является, то есть омыление масла или образование растворенных в нем солей металлов.