Омыление - Saponification

Омыление это процесс, который включает преобразование жира, масла или липид, в мыло и спирт под действием тепла в присутствии водной щелочи (например, NaOH ). Мыла представляют собой соли жирных кислот, а жирные кислоты моно, которые имеют длинные углеродные цепи (не менее 10), например пальмитат натрия.

Омыление жиров

Растительные масла и животные жиры традиционные материалы, которые омыляются. Эти жирные материалы, триэстеры, называемые триглицериды, представляют собой смеси, полученные из различных жирных кислот. Триглицериды можно превратить в мыло в одно- или двухэтапном процессе. В традиционном одностадийном процессе триглицерид обрабатывают сильным основанием (например, щелочь ), который расщепляет эфирную связь, высвобождая жирная кислота соли (мыла) и глицерин. Этот процесс также является основным промышленным методом производства глицерина. В некоторых случаях производства мыла глицерин остается в мыле. При необходимости мыло можно осажденный к высаливать с хлорид натрия.

Скелетная формула стеарин, триглицерид, который путем омыления гидроксидом натрия превращается в глицерин и мыло.

Жир в труп превращается в жирный мозг, часто называемый «могильный воск». Этот процесс более распространен, когда количество жировая ткань высокий и агенты разложение отсутствуют или присутствуют лишь незначительно.

Значение омыления

В значение омыления количество основания, необходимое для омыления образца жира.[1] Производители мыла формулируют свои рецепты с учетом небольшого дефицита щелока, чтобы учесть неизвестное отклонение величины омыления между партией масла и средними лабораторными показателями.

Механизм основного гидролиза

Основная статья: Сложный эфир

Гидроксид-анион соли реагирует с карбонильной группой сложного эфира. Непосредственный продукт называется ортоэфир.

Омыление, часть I

Удаление алкоксида дает карбоновую кислоту:

Омыление часть II

Ион алкоксида представляет собой сильная база так что протон переносится от карбоновой кислоты к иону алкоксида, образуя спирт:

омыление, часть III

В классической лабораторной процедуре триглицерид тримиристин получается извлечением из мускатный орех с диэтиловый эфир. Омыление до миристата натрия мыла происходит с использованием NaOH в воде. Обработка мыла соляная кислота дает миристиновая кислота.[2]

Омыление жирных кислот

Реакция жирных кислот с основанием - другой основной метод омыления. В этом случае реакция включает нейтрализацию карбоновая кислота. Метод нейтрализации используется для производства промышленного мыла, например, на основе магния, переходных металлов и алюминия. Этот метод идеален для производства мыла на основе одной жирной кислоты, что позволяет получать мыла с предсказуемыми физическими свойствами, как того требуют многие технические приложения.

Приложения

Мягкое и твердое мыло

В зависимости от природы щелочи, используемой при их производстве, мыла обладают различными свойствами. Едкий натр (NaOH) производит «твердое мыло»; твердое мыло также можно использовать в воде, содержащей соли Mg, Cl и Ca. Напротив, калий мыла (получено с использованием КОН ) являются мягким мылом. Источник жирных кислот также влияет на температуру плавления мыла. Большинство ранних твердых мыл производилось с использованием животных жиров и КОН, экстрагированного из древесной золы; они были в целом прочными. Однако большинство современного мыла производится из полиненасыщенных триглицеридов, таких как растительные масла. Как и триглицериды, они образованы из[3] соли этих кислот имеют более слабые межмолекулярные силы и, следовательно, более низкие температуры плавления.

Литиевые мыла

Литиевые производные 12-гидроксистеарат и другие жирные кислоты являются важными составляющими консистентных смазок. В смазки на литиевой основе, литий карбоксилаты загустители. Также распространены «комплексные мыла», представляющие собой комбинации более чем одной соли кислоты, такой как азелаиновая или уксусная кислота.[4]

Огнетушители

Пожары с участием кулинарные жиры и масла (классифицируются как класс K (США) или F (Австралия / Европа / Азия) ) горят сильнее, чем большинство легковоспламеняющихся жидкостей, что делает стандартным класс B огнетушитель неэффективен. Такие пожары следует тушить с помощью мокрый химический огнетушитель. Огнетушители этого типа предназначены для тушения пищевых жиров и масел путем омыления. Огнетушащее вещество быстро превращает горящее вещество в негорючее мыло. Этот процесс эндотермический, что означает, что он поглощает тепловая энергия из окружающей среды, что снижает температуру окружающей среды, дополнительно подавляя возгорание.

Масляные краски

Деталь Мадам X (Мадам Пьер Готро), Джон Сингер Сарджент, 1884 год, демонстрирующий омыление в черном платье.

Омыление может происходить в картины маслом со временем, вызывая видимые повреждения и деформации. Масляные краски состоят из молекул пигмента, взвешенных в масляной связке. средний. Соли тяжелых металлов часто используются в качестве молекул пигментов, например, в свинцово-белый, красный свинец, и цинковый белый.[5] Если эти соли тяжелых металлов реагируют с свободные жирные кислоты в масляной среде в слое краски может образовываться металлическое мыло, которое затем может мигрировать наружу к поверхности картины.[6]

Омыление масляных картин было описано еще в 1912 году.[7] Считается, что это широко распространенное явление, которое наблюдалось во многих произведениях, датируемых пятнадцатым и двадцатым веками; произведения разного географического происхождения; и работы, написанные на различных опорах, таких как холст, бумага, дерево и медь. Химический анализ может выявить омыление, происходящее в более глубоких слоях картины, до того, как на поверхности появятся какие-либо признаки, даже на картинах, которым много веков.[8]

Омыленные участки могут деформировать поверхность картины из-за образования видимых комков или выступов, которые могут рассеивать свет. Эти мыльные комочки могут быть заметны только на определенных участках картины, а не на всей ее поверхности. В Джон Сингер Сарджент знаменитый Портрет мадам X Например, комочки появляются только на самых черных участках, что может быть связано с тем, что художник использовал больше медиума в этих областях, чтобы компенсировать тенденцию черных пигментов впитывать их.[9] Процесс также может образовывать меловые белые отложения на поверхности картины, деформацию, часто описываемую как «цветение» или «выцветание», а также может способствовать повышению прозрачности определенных слоев краски в масляной живописи с течением времени.[10]

Омыление происходит не на всех картинах маслом, и многие детали остаются нерешенными.[11] В настоящее время ретушь - единственный известный метод реставрации.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Процедуры и методы проверки качества лабораторных масел». Американское общество химиков-нефтяников. Архивировано из оригинал 25 декабря 2012 г.. Получено 17 декабря 2012.
  2. ^ Г. Д. Бил (1926). «Миристиновая кислота». Органический синтез. 6: 66. Дои:10.15227 / orgsyn.006.0066.
  3. ^ «Двойные связи и гидрирование». GCSE Bitesize. BBC.
  4. ^ Бартельс, Торстен; Бок, Вольфганг; Браун, Юрген; Буш, Кристиан; Бусс, Вольфганг; Дрезель, Вильфрид; Фрейлер, Кармен; Харпершайд, Манфред; Хеклер, Рольф-Петер; Хёрнер, Дитрих; Кубицки, Франц; Лингг, Георг; Лош, Ахим; Лютер, Рольф; Ман, Тео; Нолл, Зигфрид; Омейс, Юрген (2003). «Смазочные материалы и смазка». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a15_423. ISBN  3-527-30673-0.
  5. ^ Гроен, Карин (2003). «Пигмент». Оксфордское искусство онлайн. Дои:10.1093 / gao / 9781884446054.article.T067586. Получено 2018-01-16.
  6. ^ Сильвия А. Сентено; Дороти Махон (лето 2009 г.). Макро Леона (ред.). «Химия старения в картинах маслом: мыло из металла и визуальные изменения». Вестник Метрополитен-музея. Метрополитен-музей. 67 (1): 12–19. JSTOR  40588562. См. Страницы: 12–19.
  7. ^ Флери, Поль (1912). «ПРОИЗВОДСТВО И ОБРАБОТКА БЕЛОГО ЦИНКА». Приготовление и использование белых цинковых красок (1-е изд.). Лондон: Скотт Гринвуд и сын. и хотя Пети объявляет эту теорию ложной, тем не менее на ней и ее данных он основывает свою систему производства гидратированного белого цинка, изобретателем которого он является, то есть омыление масла или образование металлических солей, растворенных в них
  8. ^ Сильвия А. Сентено; Дороти Махон (лето 2009 г.). Макро Леона (ред.). «Химия старения в картинах маслом: мыло из металла и визуальные изменения». Вестник Метрополитен-музея. Метрополитен-музей. 67 (1): 12–19. JSTOR  40588562. См. Страницу 16.
  9. ^ Сильвия А. Сентено; Дороти Махон (лето 2009 г.). Макро Леона (ред.). «Химия старения в картинах маслом: мыло из металла и визуальные изменения». Вестник Метрополитен-музея. Метрополитен-музей. 67 (1): 12–19. JSTOR  40588562. См. Страницы 12–13, 15.
  10. ^ Сильвия А. Сентено; Дороти Махон (лето 2009 г.). Макро Леона (ред.). «Химия старения в картинах маслом: мыло из металла и визуальные изменения». Вестник Метрополитен-музея. Метрополитен-музей. 67 (1): 12–19. JSTOR  40588562. См. Страницы 16, 19.
  11. ^ Сильвия А. Сентено; Дороти Махон (лето 2009 г.). Макро Леона (ред.). «Химия старения в картинах маслом: мыло из металла и визуальные изменения». Вестник Метрополитен-музея. Метрополитен-музей. 67 (1): 12–19. JSTOR  40588562. См. Страницу 19.

внешняя ссылка