مواد سازنده صابون چیست؟

ستاره | سرویس محتوای کمک درسی – صابون از ترکیب یک ماده قلیایی با چربی­‌ها تشکیل شده و عامل پاکیزگی محسوب می‌­شود. این محصول در پاک کردن روغن و گریس از سطوحی مانند پوست، پارچه و کف بسیار موثر است. عناصر مختلفی را می‌­توان در ساخت صابون استفاده کرد و ویژگی­‌های نهایی محصول مانند جامد یا مایع بودن آن، به وسیله نوع مواد سازنده صابون تعیین می­‌شود.

 

 

مواد سازنده صابون در گذشته

احتمالاً مواد سازنده نخستین صابون‌­ها شیره برخی گیاهان خاص مانند گیاه صابون بوده است. احتمالا ریشه این گیاهان را برای تولید کف در آب حل می‌کردند. گیاهان دیگری مانند درخت صابون، بندق و غاسول نیز از همان عناصر تشکیل شده‌­اند. این عناصر ترکیبی به نام ساپونین هستند. ساپونین کف فومی را شکل می­‌دهد و در ماهیگیری نیز برای گرفتن آسان‌تر ماهی‌­ها کاربرد دارد.

 

بعد‌ها مردم یاد گرفتند که چربی‌­ها به مواد قلیایی موجود در خاکستر باقی‌مانده آتش‌­ها واکنش نشان می‌­دهند. پس برای تولید ترکیبات صابونی از مواد سازنده‌ای مانند استئارات سدیم و استئارات پتاسیم مرتبط از آن‌ها استفاده کردند.

در آمریکای قدیم نیز صابون از ترکیب آب قلیایی و چربی حیوانی (پیه) ساخته می­‌شد. برای ساخت محلول آب قلیایی، خاکستر چوب جنگلی را با آب خیس می­‌کردند و سپس خاکستر را از صافی عبور می­‌دادند. سرانجام این محلول به شدت تند را با “پیه” پخت و پز ترکیب می­‌کردند و ساعت‌­ها روی اجاق هم می‌­زدند. آن‌ها از صابون تولید شده برای تمام انواع شستشو استفاده می­‌کردند. پس پیه حیوانی در گذشته یکی از مهمترین مواد سازنده صابون بوده است.

 

علم شیمی و ساخت صابون

صابون در طی مراحلی به نام صابون سازی، از ترکیب یک ماده قلیایی با چربی­‌ها ساخته می­‌شود. ماده قلیایی به اسید‌های چرب واکنش نشان داده و مولکول بلندی را خلق می­‌کند. این مولکول از طرفی هیدروفوبیک (هیدروکربن یا آب گریز) و از طرف دیگر هیدروفیلیک (کربکسیلات یا آب‌دوست) است. این ساختار مولکولی خواص پاک کنندگی صابون را ایجاد می­‌کند. روغن‌­ها و گریس طرف آب‌گریز را جذب می­‌کنند، اما طرف آب‌دوست به سوی مولکول­‌های آب سوق می­‌یابد. در کل صابون روغن را به گلبول­‌های بسیار ریزی تبدیل می­‌کند، سپس تعلیقی از روغن و آب می‌­سازد، و پس از آن نیز روغن را به سادگی می‌­شود از سطوح پاک کرد.

 

مواد سازنده صابون در صنعت امروز

مهمترین مواد سازنده صابون هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید پتاسیم، چربی‌های حیوانی یا گیاهی و سایر افزودنی‌های بهداشتی هستند.

ماده قلیایی

 

سود سوزآور (NaOH) معمول‌ترین ماده سازنده صابون است. نام شیمیایی سود سوزآور هیدروکسید سدیم (سدیم هیدروکسید) است. یکی دیگر از انواع مواد قلیایی هیدروکسید پتاسیم است که تحت عنوان پتاس نیز شناخته می­‌شود. نوع ماده قلیایی مورد استفاده بر خواص نهایی محصول صابون موثر است. برای مثال، پتاسdl موجب ایجاد نرمی بیشتر در صابون می­‌شود، در حالی که آب قلیایی قالب صابون سخت‌تری را تولید می­‌کند.

چربی‌­ها

یکی از مواد سازنده صابون چربی است. می‌­توان انواع بسیار گوناگونی از چربی‌­های حیوانی و گیاهی را در ساخت صابون به کار گرفت. صابون سازان سنتی از چربی حیوانی (چربی خوک یا پیه نهنگ) ذخیره شده از پخت و پز و قصابی استفاده می­‌کردند.

به هر حال، تنوع گسترده­‌ای از چربی‌­های گیاهی را می‌­توان جایگزین چربی حیوانی کرد. این چربی‌ها عبارتند از: چربی‌­ نارگیل، پسته، مغز بادام، خرما، زیتون و سویا. اسید‌های چرب متفاوتی در روغن‌­های طبیعی وجود دارند. از این رو، مطابق با نوع چربی استفاده شده، خواص و بافت‌­های متفاوتی در صابون ایجاد می­‌شوند.

برای مثال، مولکول­‌های اسیدی چربی خوک بلندتر هستند و صابون بسیار سختی را، که به سختی با آب حل می­‌شود، تولید می­‌کند. اما مولکول­‌های چرب موجود در چربی نارگیل کوتاه‌­تر هستند و یک صابون نرمتر را می­‌سازند که دارای کف بیشتری است (ساده­‌تر با آب حل می­‌شود). روغن­‌های متفاوت را برای ساخت صابونی که از نرمی و خواص کف کنندگی مطلوبی برخوردار است، می‌توان با یکدیگر ترکیب کرد.

افزودنی‌­ها

معمولاً افزودنی‌­ها را به منظور افزایش کیفیت محصول اضافه می­‌کنند. عناصر طبیعی مراقبت از پوست از قبیل: آلوئه ورا، عسل و بلغور جو دو سر را می‌­توان به صابون اضافه کرد. البته معمولاً عطر‌ها و رایحه­ ها را نیز به صابون می­‌افزایند. همچنین نگهدارنده‌­ها نیز برای افزایش طول عمر قالب‌­های صابون افزوده می‌­شوند.

فرآیند صابون سازی به حدود ۷۵ درصد صابون و ۲۵ درصد گلیسرین می‌­انجامد. گلیسرین در صابون‌­های دست ساز باقی می­‌ماند. این ماده مانند یک نرم کننده عمل کرده و حس خوبی را به صابون اضافه می­‌کند. اما در صابون­‌های تجاری معمولاً آن را حذف و جداگانه به فروش می‌­رسانند.

ماده گلیسرین اساساً به عنوان نرم کننده و تقویت کننده بافت به صابون اضافه می‌­شود. اما سوربیتول هم نرم کننده دیگری است که همراه با گلیسرین استفاده می‌شود. این ماده معمولاً به منظور کمک به شفاف کردن بیشتر صابون­‌ها به کار می‌­رود. کاربرد دی اکسید تیتانیوم مات کردن صابون است.

دیگر موادی که به صابون اضافه می­‌شوند عبارتند از: پنتات پنتا سدیم، اتیدرونات تترا سدیم و ادتا تترا سدیم. این مواد به عنوان نرم کننده آب و به منظور محافظت از رنگ و عطر صابون در برابر تأثیرات یون­‌های فلزی موجود در ترکیبات مورد استفاده قرار می‌­گیرند. ترکیبات نامبرده کلسیم و منیزیم را در آب محصور می‌­کنند. پس مواد نامبرده به صابون واکنش نشان نمی‌­دهند و از تشکیل آهک صابون حل نشدنی جلوگیری می­‌شود.

 

یک نمونه صابون و مواد سازنده آن

یکی از معمول‌ترین صابون‌های موجود در بازار صابون‌های برند انگلستانی لوکس (LUX) است. مواد سازنده یکی از محصولات این تولید‌کننده به شرح زیر است:

مواد سازنده صابون لوکس  محصول secret bliss
ماده سازنده	نقش
سدیم پالمیتات یا تالو ات	ترکیب روغن پالم و هیدروکسید سدیم (پالمیتات) – ترکیب چربی حیوانی و هیدروکسید سدیم (تالو ات)
سدیم پالم کرنلات یا کوکوات	ترکیب روغن هسته میوه پالم و هیدروکسید سدیم (پالم کرنلات) – ترکیب روغن نارگیل و هیدروکسید سدیم (کوکوات)
اسید‌های چرب لوریک	نوعی تری گلیسیرید
دی اکسید تیتانیوم	قابلیت انحلال ضعیف و مات کردن صابون
سدیم کلراید	برای جامد بودن صابون
روغن گیاه الیمی	به عنوان چربی گیاهی صابون
تترا اتیدرونات و تترا سدیم ای‌دی‌تی آی	مراقبت از رنگ و عطر صابون در برابر تاثیرات یون‌ها
آب، اسانس و نگهدارنده مجاز	–

 

روش ساخت صابون

ساخت صابون با استفاده از چربی­‌ها و روغن­‌ها گسترده‌­ترین روش ساخت صابون است. این روش شامل مراحل زیر است:

• حرارت دادن چربی‌­ها و روغن‌­ها و واکنش نشان دادن آن‌ها به مایع قلیایی 
• تولید صابون و آب (صابون تمیز) به اضافه گلیسرین یا گلیسرول

روش اصلی دیگر ساخت صابون عبارت است از خنثی سازی اسید‌های چرب با استفاده از مواد قلیایی، چربی‌­ها و روغن­‌ها به واسطه بخار فشار قوی از هم جدا می‌­شوند تا اسید‌های چرب و گلیسرین خام حاصل آیند. سپس اسید‌های چرب با تقطیر تصفیه و با یک ماده قلیایی خنثی می‌­شوند تا صابون و آب (صابون تمیز) تولید شود.

اگر ماده قلیایی هیدروکسید سدیم باشد، یک صابون سدیمی شکل می­‌گیرد. صابون‌­های سدیم صابون­‌های سختی هستند. اما اگر هیدروکسید پتاسیم به عنوان ماده قلیایی استفاده شود، یک صابون پتاسیمی شکل می‌­گیرد. صابون­‌های پتاسیمی نرمتر هستند و در تعدادی از صابون­‌های دست مایع و خمیر ریش‌­ها مشاهده می­‌شوند.

جامد یا مایع بودن صابون به چه عاملی بستگی دارد؟

ساختار مولوکولی صابون به این شکل است؛ ( CH3-(CH2)n-COO- +X ). اگر به جای عنصر X سدیم قرار دهیم، صابون جامد می‌شود. اما اگر از پتاسیم یا آمونیوم استفاده کنیم، صابون به حالت مایع در‌ می‌آید.

در تهیه‌ی صابون ابتدا یون هیدروکسید باز به عنوان نوکلئوفیل (هسته دوست) به کربن گروه کربنیل حمله کرده، پس از خارج شدن یک مولکول الکل، انیون اسید به صورت هیبرید رزونانس فوق، پایدار میگردد.

الکل نقش حلال را دارد. مواد اولیه برای تولید صابون چربی (مولکول آلی و غیر قابل حل در آب) و باز (مانند سود که در آب انحلال پذیر است) هستند. برای اینکه واکنش بین دو ماده‌ی اولیه، یعنی چربی و باز، بهتر صورت گیرد باید از یک حلال استفاده کرد که هر دو ماده‌ی اولیه را در خود حل نماید. الکل بسیار مفید است، زیرا الکل مانند C۲H۵OH دارای یک سر هیدروکربنی و یک سر قطبی است و می‌تواند هر دو ماده‌ی اولیه را در خود حل کرده و درنتیجه واکنش بین ان دو سریعتر و کاملتر انجام گیرد.

 

بیشتر بخوانید:

• مواد سازنده روغن زیتون چیست؟
• مواد سازنده قهوه چیست؟

 

پس نتیجه می‌گیریم:

۱. نمک‌های سدیم یا پتاسیم و اسید‌های چرب گوناگون اصلی‌ترین مواد سازنده صابون هستند. یعنی یک سر صابون قطبی و سر دیگر آن هیدروکربنی است. با افزودن مقدار اندکی صابون به آب، سر کربوکسیلات آن که آب دوست است در آب حل می‌شود، اما سر هیدروکربنی آن که آب گریز است در آب حل نمی‌شود.

۲. صابون در آب داغ بهتر حل می‌شود؛ چراکه با افزایش دما کشش سطحی آب کاهش می‌یابد و سر ناقطبی راحت‌تر در بین مولکول‌های آب قرار می‌گیرد.

۳. چربی (مولکول آلی و غیر قابل حل در آب) و باز (مانند سود که در آب انحلال پذیر است) از دیگر مواد سازنده صابون هستند. برای اینکه واکنش بین دو ماده‌ی اولیه، یعنی چربی و باز، بهتر صورت گیرد باید از یک حلال استفاده کرد که هر دو ماده‌ی اولیه را در خود حل نماید. در این جا استفاده از الکل بسیار مفید خواهد بود، زیرا الکل مانند C۲H۵OH دارای یک سر هیدروکربنی و یک سر قطبی است و می‌تواند هر دو ماده‌ی اولیه را در خود حل کرده و درنتیجه واکنش بین ان دو سریعتر و کاملتر انجام گیرد.

۴. افزودن نمک به دو علت انجام می‌شود. اول اینکه یون سدیم به اندازه‌ کافی در محیط باشد تا تمام هیدروژن‌های اسیدی بتواند با یون سدیم جایگزین شود. دوم برای جداسازی گلیسیرین است. صابون حاصل به شدت بوی چربی می‌دهد. زیرا صابون حاصل دارای مقدار زیادی گلیسیرین است، چنانچه بخواهند گلیسیرین آن را جدا کنند، قبل از ریختن در قالب، صابون را به مدت ۲۴ ساعت در محلول اشباع شده نمک طعام قرار می‌دهند، سپس قرص صابون را از درون ظرف خارج کرده و پس از شستن به قطعات کوچک تقسیم نموده، در هوا خشک می‌کنند.

۵. بخش آبدوست باید متشکل از یون‌هایی باشد که به راحتی در آب حل می‌شوند. مانند یون‌های فلزات قلیایی. به عنوان مثال نمک‌های پتاسیم، حلالیت بسیار خوبی دارند. به همین دلیل از آن‌ها در تهیه‌ شامپو و خمیر ریش استفاده می‌شود.