Натуральное мыло

Что такое натуральное мыло?

Мыло - это соль щелочных металлов и высших карбоновых кислот, содержащих от 10 до 22 углеродных атомов в цепи.

До изобретения натурального мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком. Египтяне умывались смешанной с водой пастой на основе пчелиного воска. В Древнем Риме при мытье пользовались мелко истолчённым мелом, пемзой, золой. Видимо, римлян не смущало, что при таких омовениях вместе с грязью можно было «соскоблить» и часть самой кожи. Заслуга в изобретении натурального мыла принадлежит, вероятно, галльским племенам. Из сала и золы букового дерева галлы делали мазь, которую применяли для окрашивания волос и лечения кожных заболеваний. А во II в. её стали использовать в качестве моющего средства.

Технология изготовления натурального мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют - варят со щелочью. При этом образуются натуральное мыло (соли жирных кислот) и глицерин. Глицерин и загрязнения из реакционной массы осаждают добавлением в раствор поваренной соли. В мыльной массе образуются два слоя — ядро (чистое мыло) и подмыленный щёлок. Чистое мыло отделяют, охлаждают, сушат и фасуют.

Долгое время в состав натурального мыла входили лишь отходы от переработки животных жиров. В 1843 г. в Германии изготовили натуральное мыло из высококачественного белого сала с добавлением нового компонента — кокосового масла. Поначалу оно плохо раскупалось, так как не имело привычного для того времени отталкивающего запаха прогорклого жира, а значит, по мнению покупателей, было некачественным. Позднее новый продукт получил заслуженное признание, и с тех пор классический состав натурального мыла составляют натриевые соли жирных кислот кокосового масла и говяжьего жира в соотношении 1:4.

Моющее действие мыла связано с особенностями строения солей жирных кислот. Их молекулы состоят из двух частей, обладающих различным сродством к воде, — гидрофильной (карбоксильная группа и ион металла) и гидрофобной (углеводородный радикал). При мытье гидрофильные части молекул натурального мыла обращаются в сторону воды, а гидрофобные (неполярные) углеводородные «хвосты» погружаются в жировые капельки.

Благодаря такой «двуликости» мыльный раствор хорошо смачивает поверхности с гидрофобными загрязнениями. При этом между поверхностью кожи и загрязнениями образуется мыльная плёнка, которая появляется силу сцепления загрязнений с кожей и облегчает их переход в моющий раствор. Таким образом, мыло ведёт себя как поверхностно-активное вещество (ПАВ). Поскольку соли жирных кислот образуют в растворе поверхностно-активные анионы RCOO-, эти соединения относятся к анионным ПАВ. В последние годы появилось огромное количество других косметических моющих средств. Это и жидкое мыло, и шампунь, и гель для душа, и пена для ванн.

Какие бы добавки не содержались в мыле, какое бы красивое оно не было (прозрачное, разноцветное, с рисунком, ароматное) - в любом случае состав натурального мыла - это соли жирных кислот (пальмитат и стеарат натрия - для твёрдого мыла). Такие химические соединения (соли жирных кислот) хорошо растворяются в воде, конечно, если образованы одним из щелочных металлов (натрий Na или калий K).

Одна из широко применяемых жирных кислот - стеариновая кислота (С₁₇H₃₅ - COOH), а её соли - стеараты (например, стеарат натрия С₁₇H₃₅ - COONa) - растворим в воде. Стеараты магния, стеарат кальция или стеарат железа или даже сама стеариновая кислота - вещества нерастворимы в воде. Именно это свойство используют для смягчения воды: добавляя в жёсткую воду, содержащую ростворённые в ней соли магния и кальция, кальцинированную соду, можно легко смягчить воду, при этом будем наблюдать выпадение осадка, состав которого будет нерастворимым в воде карбонатом кальция или магния.

Как уже отмечалось, натуральное мыло получают, действую на жир щёлочью. Такая реакция называется химической реакцией омыления, в результате которой и получается натуральное мыло.

С₃H₅(OCOС₁₇H₃₅)₃ + 3NaOH → С₁₇H₃₅ - COONa + С₃H₅(OH)₃ .

При реакции омыления получился уже известный нам стеарат натрия (С₁₇H₃₅ - COONa) и не менее известный многоатомный спирт - глицерин (С₃H₅(OH)₃).

При растворении мыла в воде образуются полуколлоиды, в которых одновременно находятся свободные молекулы мыла и молекулы, сгруппированные в коллоидные частицы - мицеллы. При низких концентрациях мыла в растворе молекулы свободно передвигаются независимо друг от друга. При определённой концентрации (критической) начинают образовываться мицеллы.

Многие свойства натурального мыла, например твёрдость, растворимость в воде, пенообразование, моющая способность, зависят от его жирового состава. Так, входящая в состав свиного и говяжьего сала пальмитиновая кислота придаёт натуральному мылу твёрдость и хорошие пенообразующие качества, а олеиновая кислота — растворимость в холодной воде и моющую способность. Стеариновая кислота усиливает моющее действие мыла в горячей воде. Благодаря лауриновой кислоте, содержащейся в кокосовом масле, натуральное мыло лучше растворяется в холодной воде, увеличивается его моющая способность и уменьшается набухание; но эта кислота может вызвать раздражение кожи. А вот из-за линолевой кислоты (компонента свиного сала) натуральное мыло приобретает неприятный запах и становится непригодным к длительному хранению. Поэтому содержание свиного сала в жировых смесях, используемых для варки мыла, как правило, невелико.

Помимо жировой основы в состав мыла вводят также различные добавки. Это наполнители (оксид титана или цинка), парфюмерные отдушки, красители, увлажняющие компоненты (глицерин, касторовое масло, воски животного происхождения — ланолин и спермацет). Бактерицидные и дезодорирующие натуральные мыла содержат антисептические вещества, например триклозан (2-гидрокси-2',4,4'-трихлордифениловый эфир).

Итак, можно выделить несколько недостатков мыла:

- мыло теряет моющую способность в жёсткой воде (так как кальциевые соли выпадают в осадок)

- мыло имеет щелочную среду и из-за гидролиза, а гидроксид-ионы разрушают волокна тканей.

Наверно, это и все. Но таких недостатков лишены синтетические моющие средства, которые представляют собой натриевые соли сульфокислот или соли кислых сульфатов высокомолекулярных спиртов. Они сохраняют моющее действие в жёсткой воде и меньше разрушают ткань.

Главным недостатком синтетических моющих средств является то, что они в процессе их использования не разрушаются. Поступая в сточные воды они загрязняют окружающую среду.