Saponificare
Saponificarea este procedeul pentru producerea săpunului din grăsimi și metale alcaline hidroxizi . În termeni tehnici, saponificarea este hidroliza de bază. De obicei se utilizează hidroxid de sodiu (sau sodă caustică, NaOH ) sau hidroxid de potasiu (KOH), conform consistenței finale dorite, cu un triglicerid pentru a produce sarea de sodiu corespunzătoare ( carboxilat , mai corect). Împreună cu săpunul, procesele tradiționale de saponificare produc glicerol . Toate substanțele convertibile în săpun sunt definite ca „saponificabile”. La acestea din urmă se pot adăuga aditivi pentru a-i conferi caracteristici particulare (de exemplu nisip și piatră ponce pentru a-l face abraziv). [1]
Saponificarea trigliceridelor
Uleiurile vegetale și grăsimile animale sunt principalele substanțe care sunt de obicei saponificate. Aceste materiale uleioase, numite trigliceride , sunt amestecuri de acizi grași diferiți. Trigliceridele pot fi transformate în săpunuri cu două procese diferite. Procesul tradițional are loc într-o singură etapă: trigliceridele sunt tratate cu o bază puternică ( leșie , de exemplu), care accelerează descompunerea legăturilor carbonilice și produce glicerol și sarea acidului gras constitutiv. Aceasta este cea mai utilizată metodă industrială pentru producerea glicerolului. Dacă este necesar, săpunurile pot fi precipitate prin " sărarea " cu o soluție saturată de clorură de sodiu . Numărul de saponificare este cantitatea de bază necesară pentru saponificarea unei probe de grăsime. Pentru producerea săpunului, trigliceridele sunt purificate corespunzător, dar saponificarea include și alte hidrolize de bază ale trigliceridelor nepure, cum ar fi conversia lipidelor cadavrului în adipocere . Acest proces este mai frecvent în corpurile în care cantitatea de țesut adipos este mai mare, nu este atacată de agenți de descompunere și îngropată în soluri deosebit de alcaline.
Mecanismul hidrolizei bazice
Mecanismul de liză ester implică o serie de reacții de echilibru . [2] Anionul hidroxid adaugă („atacă”) gruparea carbonil a esterului. Intermediarul de reacție se numește ortoester.:
Expulzarea alcoolului generează un acid carboxilic:
Alcoxidul este o bază mai puternică decât baza conjugată a acidului carboxilic, astfel încât transferul de protoni este favorizat:
În procedura clasică de laborator, trimiristina trigliceridă se obține prin extracție din nucșoară cu dietil eter . [3] Saponificarea acidului miristic are loc cu NaOH în apă. Acidul în sine poate fi obținut prin adăugarea de HCI diluat la extract. [4]
Hidroliza aburului
Trigliceridele pot fi, de asemenea, saponificate cu un proces în două etape care începe cu hidroliza cu abur a triesterului. Acest tratament produce acidul carboxilic, nu sarea acestuia, pe lângă glicerol. Ulterior, acidul gras este neutralizat cu o bază pentru a avea săpunul. Avantajul procesului în două etape constă în posibila purificare a acizilor astfel obținuți pentru a îmbunătăți calitatea produsului finit. Hidroliza cu abur se desfășoară printr-un mecanism similar cu cel descris mai sus și implică atacul moleculelor de apă (nu hidroxid) asupra centrului carbonilului. Reacția este mai lentă, deoarece necesită producerea de abur.
Aplicații
Cunoașterea saponificării este relevantă pentru multe domenii ale tehnologiei și ale vieții de zi cu zi.
Săpunuri lichide și solide
În funcție de tipul de bază utilizat la prepararea lor, săpunurile dobândesc proprietăți diferite. Hidroxidul de sodiu (NaOH) generează săpunuri solide, în timp ce dacă se folosește hidroxid de potasiu (KOH), se formează săpunuri lichide.
Grăsime cu litiu
Derivații de 12-hidroxistearat și litiu și mulți alți acizi carboxilici sunt constituenți importanți ai grăsimilor lubrifiante. Mai exact, carboxilații de litiu acționează ca agenți de îngroșare. „Săpunurile complexe” sunt, de asemenea, destul de frecvente, fiind combinații de săpunuri metalice, cum ar fi săpunurile cu litiu și calciu. [5]
Extinctoare
Incendiile de grăsime și uleiuri de gătit (clasificate în clasa K (SUA) sau F (Australia / Europa / Asia)) ard la temperaturi mai mari decât cele cauzate de lichidele inflamabile, ceea ce face ineficient un stingător normal din clasa B. Lichidele inflamabile au un punct de flacără sub 50 ° C. Uleiul comestibil este un lichid combustibil, deoarece are un punct de aprindere peste 50 de grade. Incendii de acest fel ar trebui stinse cu un stingător chimic. Dispozitivele de acest tip sunt concepute pentru a stinge grăsimile și uleiurile de gătit prin saponificare. Agentul de stingere transformă rapid substanța care arde într-un săpun incombustibil. Acest proces este endoterm , adică absoarbe energia termică din mediul înconjurător, inhibând în continuare focul.
Saponificarea și conservarea patrimoniului cultural
În timp, pe picturile în ulei pot apărea fenomene de saponificare, provocând daune și deformări vizibile. Substratul sau straturile de vopsea ale picturilor în ulei conțin adesea metale grele utilizate ca pigmenți: plumbul alb, plumbul roșu și oxidul de zinc sunt printre cele mai frecvente. Dacă aceste metale reacționează cu acizii grași liberi din matricea uleioasă care leagă pigmenții împreună, săpunurile se pot forma în stratul de vopsea și pot migra la suprafața picturii. [6]
Saponificarea picturilor în ulei a fost descrisă pentru prima dată în 1997. [7] Se crede că este un fenomen larg răspândit, fiind observat în multe lucrări datând din secolul al XV-lea până în secolul al XX-lea de diferite origini geografice și pe diferite suporturi, cum ar fi de exemplu pânză, hârtie, lemn și cupru. Analiza chimică poate dezvălui principiile saponificării în cele mai profunde straturi ale unei picturi chiar înainte ca semnele să apară la suprafață, chiar și în picturile vechi de secole. [8]
Zonele saponificate pot deforma suprafața picturii prin formarea unor bulgări vizibile sau proeminențe care difuzează lumina. Aceste bucăți de săpun pot afecta doar unele părți ale pânzei sau chiar întreaga lucrare. În celebrul Portret al doamnei X de John Singer Sargent , de exemplu, cheagurile apar doar pe zone mai întunecate și pot fi cauzate de utilizarea de către artist a unor pene mai grase în acele pete pentru a compensa tendința de uscare a pigmenților negri. [9] Procesul poate forma, de asemenea, depuneri cretoase albe pe suprafața unei picturi, o deformare adesea descrisă ca "înflorire" sau "eflorescență" și poate contribui, de asemenea, la creșterea transparenței anumitor straturi de vopsea în timp. [10]
Procesul nu este încă pe deplin înțeles. Saponificarea nu are loc în toate picturile în ulei care conțin materialele cunoscute pentru declanșarea acesteia. Cauza sau factorii care determină înrăutățirea acesteia sunt încă necunoscute, prin urmare nu există încă nicio modalitate de a opri procesul. [11] În prezent, retușarea este singura metodă de restaurare posibilă.
Notă
- ^ K. Schumann, K. Siekmann, Săpunuri , în: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , 2005, Wiley-VCH, Weinheim
- ^ John McMurry, Organic Chemistry (ediția a II-a).
- ^ Sinteze organice 1: 538 Link
- ^ Sinteze organice 1: 379 Link
- ^ Thorsten Bartels și colab. Lubrifianți și lubrifiere , în: Enciclopedia Ullmann de chimie industrială , 2005, Weinheim. DOI : 10.1002 / 14356007.a15 423
- ^ Silvia A. Centeno și Dorothy Mahon, Chimia îmbătrânirii în picturile în ulei: săpunuri metalice și modificări vizuale . Buletinul Metropolitan Museum of Art , vara 2009, pp. 12-19.
- ^ Descoperit în Olanda de cercetători care au analizat tabloul Anatomy Lesson of Dr. Tulp , de Rembrandt , (1632). Vezi Centeno, p. 14.
- ^ Centeno, p. 16.
- ^ Centeno, pp. 12-13, 15.
- ^ Centeno, pp. 16, 19.
- ^ Centeno, p. 19.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikționarul conține dicționarul lema « saponificare » -
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre saponificare
linkuri externe
- ( EN ) Saponification , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
