Saponifikasi (pembuatan sabun)

Sabun dibuat melalui saponifikasi, iaitu hidrolisis beralkali sesuatu lemak atau minyak. Lemak dan minyak ialah ester gliserol (propana-1,2,3-triol) dengan asid lemak rantai panjang, dan mendidihkannya dengan natrium hidroksida memecahkan ester itu dan menghasilkan garam natrium asid lemak, iaitu sabun, bersama gliserol. Tindak balas ini teras bahagian sabun dalam bab Kimia Pengguna dan Industri Tingkatan 5, dan peperiksaan menguji persamaan, keadaan dan langkah penggaraman keluar.

Persamaan seimbang

Mengambil gliseril tristearat, lemak yang tipikal, bertindak balas dengan natrium hidroksida:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅(l) + 3NaOH(aq) → 3C₁₇H₃₅COONa(aq) + C₃H₅(OH)₃(aq)

Di sini (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ ialah lemak (satu ester gliserol), C₁₇H₃₅COONa ialah natrium stearat, iaitu sabun, dan C₃H₅(OH)₃ ialah gliserol. Nisbah mol ialah kuncinya: satu molekul lemak bertindak balas dengan tiga natrium hidroksida kerana lemak mempunyai tiga pautan ester, memberi tiga molekul sabun dan satu gliserol. Secara amnya:

lemak atau minyak + 3NaOH → 3 sabun + gliserol

Persamaan perkataan diterima di mana formula penuh tidak diperlukan, tetapi nisbah 1 : 3 lemak kepada alkali mesti betul.

Keadaan yang diperlukan

• Larutan natrium hidroksida pekat ialah reagennya.
• Campuran dipanaskan (dididihkan), selalunya di bawah refluks, untuk menghidrolisiskan ester.
• Larutan natrium klorida tepu (air garam) ditambah pada akhir untuk memendakkan sabun.

Pemerhatian

• Apabila lemak dididihkan dengan alkali, campuran menjadi pes yang pekat dan keruh apabila sabun terbentuk.
• Apabila larutan garam tepu ditambah, sabun pepejal terpisah dan terapung ke atas, inilah penggaraman keluar, dan boleh dituras.
• Lapisan bawah mengandungi gliserol dan sebarang alkali berlebihan dalam larutan.

Sabun jauh kurang larut dalam larutan garam pekat berbanding dalam air, sebab itulah menambah air garam memaksanya keluar sebagai pepejal.

Saponifikasi sebagai songsangan pengesteran

Saponifikasi ialah hidrolisis beralkali sesuatu ester, jadi ia pada dasarnya songsangan pengesteran: pengesteran menyambung asid dan alkohol menjadi ester dan air, manakala saponifikasi memecahkan ester (lemak) dengan alkali kembali menjadi garam karboksilat dan gliserol. Melihat kedua-dua tindak balas sebagai satu pasangan membantu anda mengingati kedua-duanya, dan ia hubungan yang kadangkala dihargai peperiksaan.

Cara sabun berfungsi, dalam satu baris

Molekul sabun mempunyai ekor hidrokarbon tak berkutub yang panjang yang larut dalam gris dan kepala ionik -COO⁻ Na⁺ yang larut dalam air. Sifat dwi ini membolehkan sabun mengangkat gris daripada kain dan menahannya dalam air sebagai emulsi, sebab itulah bab yang sama menyusuli saponifikasi dengan tindakan pencucian. Mengetahui struktur ion sabun mengaitkan pembuatan sabun dengan cara ia mencuci.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Guna nisbah 1 : 3 lemak kepada natrium hidroksida, kesilapan yang sangat lazim ialah menulis 1 : 1. Ingat ada dua hasil, sabun dan gliserol; jangan tinggalkan gliserol. Namakan garam itu sebagai garam natrium asid lemak (sabun), dan nyatakan bahawa natrium hidroksida pekat dididihkan dengan lemak. Jangan kelirukan natrium klorida penggaraman keluar dengan reagen natrium hidroksida.

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam Kertas 2 (4541/2) anda mungkin menulis persamaan saponifikasi, menamakan dua hasil, menyatakan keadaan, dan menerangkan langkah penggaraman keluar. Dalam Kertas 1 (4541/1), item objektif menguji reagen, hasil dan tujuan menambah garam. Dalam Kertas 3 (4541/3), menyediakan sabun dengan mendidihkan minyak dengan natrium hidroksida dan menggaramkannya keluar ialah amali klasik. Sauhkan jawapan anda pada lemak + alkali → sabun + gliserol, dan keseluruhan soalan pembuatan sabun akan mengikut.