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유기화학실험 - 굳기름과 기름(Fats and oils); 비누
※최종목표 및 세부목표
에스테르화반응의 역반응인 동물성과 식물성 기름을 이용한 비누화 반응을 이해한다.
-비누화 반응을 이용한 합성
-비누화 반응에 대한 이해 -아세트산 확인
※이론적 배경
비누화 반응: 예전에는 유지나 밀랍으로부터 비누를 만들어내는 반응을 비누화반응이라고 하였으나 현재는 에스테르가 가수분해를 일으켜 카르복시산과 알코올을 생성하는 반응, 즉 에스테르화의 역반응을 말한다. 비누화를 촉진시키기 위해서는 산 또는 알칼리를 첨가하는데 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용한다. 한편 산을 첨가하는 예로 유지로부터 글리세롤을 얻을 때 묽은 황산을 쓰는 경우가 있으나 유지와 산이 잘 혼합되지 않으므로 이때는 적당한 에멀션화제를 첨가한다.
RCOOR` + NaOH RCOONa + R`OH
지방: 화학적으로 triol인 glycerol의 카르복시산 에스테르를 말하며 글리세리드(glyceride)
혹은 트리아실 글리세롤(triacyl glycerol)이라 함
▶ 굳기름 : R기가 포화사슬인 글리세리드
-녹는점이 높고 상온에서 고체로 존재.
▶ 지방유 : R기가 불포화사슬인 글리세리드
-녹는점이 낮고 상온에서 액체로 존재.
-구조적으로 포화된 굳은 사슬에 비해 녹는점이 낮음.
계면활성: 액체에 녹으면 용액의 표면장력을 현저하게 감소시킬 수 있는 물질을 그 액체에 대하여 계면활성이 있는 물질이라고 한다. 역으로 표면장력을 거의 변동시키지 않거나 또는 다소 증대시키는 것은 계면 비활성이라고 한다. 표면장력을 현저하게 증가시키는 물질은 없다. 계면활성인 물질은 액면에 잘 흡착되고, 계면비활성인 것은 흡착되지 않는다.
계면활성제: 계면에 흡착하여 계면자유에너지를 저하시키는 작용을…(생략)
①네이버 백과사전
②네이버 용어사전
③네이버 블로그
④조교님 자료
유화 1. 식용유 3~4방울을 5ml의 물이 든 시험관에 가하고 흔든 후 5분간 방치.
유화 2. 유화 1번과 같은 방법으로 방치한 시험관에 비누를 거른 용액 0.5ml를 가해준 후 방치.
유화 3. 제조한 비누 약 0.5g을 10ml 증류수에 녹이고 2N CaCl2 3ml를 가한다.
유화 4. 제조한 비누 약 0.5g을 10ml 증류수에 녹이고 6N HCl 3ml를 가한다.
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것으로 보아 기름층과 물층이 약간 섞였음을 알 수 있다.
유화 3. 제조한 비누 약 0.5g을 10ml 증류수에 녹이고 2N CaCl2 3ml를 가한다.
▶불투명한 흰색의 고체가 광범위하게 생성되었다.
유화 4. 제조한 비누 약 0.5g을 10ml 증류수에 녹이고 6N HCl 3ml를 가한다.
▶유화 3번과 같이 불투명하지만 고체가 생성되지 않고 뿌연 액체가 되었다.
◈결론
비누가 생성되는 비누화 반응은 아래의 식처럼 지방이 NaOH와 반응하여 지방산 나트륨과
글리세롤을 만드는 반응으로 진행되며 NaCl을 첨가할 때 일어나는 염석효과는 다량의 전해질에 의해 콜로이드 입자가 엉기는 현상으로 비누를 응고시키기 위해 사용된다.
제조된 비누는 위의 사진과 같은 형태를 가지고 있으며 이 비누를 이용한 유화실험 1과 2는 물과 기름이 섞이는지에 대한 실험으로 비누가 계면활성제로서의 역할을 하는 것을 알아보는 실험이다. 유화실험 3과 4는 비누가 CaCl과 HCl에 녹는지 안녹는지를 확인하는 실험으로 비누가 CaCl과 HCl에 녹지 않는 이유는 CaCl과 HCl이 Ca이온과 H이온이 포화된 경수이기 때문이다.
◈참고문헌
네이버 백과사전
네이버 용어사전
네이버 지식in
네이버 블로그
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