일반화학실험 - 비누 만들기 실험
분야
hwp1. 실험 목적
- 동물성과 식물성 기름을 이용해서 비누를 만든다.
2. 이론 및 배경
액체 상태의 화합물들이 서로 잘 섞이는가를 결정하는 가장 중요한 특성은 분자의 극성이다. 양전하를 가진 원자핵의 주위에 구름처럼 분포하고 있는 전자를 가지고 있는 분자에서는 원자핵의 종류와 상대적인 위치에 따라서 전자의 분포가 분자의 한쪽으로 치우쳐 있는 경우가 있다. 물 분자의 경우에는 2개의 수소 원자가 중심에 있는 산소 원자의 양쪽에 104.5℃의 각도로 결합하고 있어서, 전자를 잘 잡아당기는 성질을 가진 산소 원자 주위에 전자의 분포가 집중되어 있다. 따라서 물 분자는 산소 원자 부근은 약간의 음전하를 나타내고 수소 원자 부근은 약간의 양전하를 나타내는 극성 분자이다. 이와는 달리 메탄의 경우에는 탄소 원자를 중심으로 4개의 수소 원자가 구형 대칭에 가깝게 위치하기 때문에 전자의 분포도 구형에 가깝게 대칭적인 비극성 분자이다.
비누는 동물성 지방이나 식물성 기름을 수산화나트륨과 반응하여 생긴 지방산의 알칼리염이다. 지방이나 기름은 글리세롤과 지방산의 반응에서 생기는 트라이 글리세라이드 종류의 에스터이다.
지방이나 기름을 형성하는 지방산으로는 스테아르산이나 팔미트산과 같이 10개 이상의 탄소가 단일결합으로 연결된 포화 지방산과 올레산이나 리놀산과 같이 이중 결합을 가진 불포화 지방산 등이 있다. 일반적으로 포화 지방산의 알킬기는 직선형의 긴 사슬 모양이기 때문에 서로 잘 겹쳐지지만, 불포화 지방산의 알킬기는 구부러진 모양이다. 따라서 일반적으로 포화 지방산에서 만들어진 트라이글리세라이드는 상온에서 고체의 지방이 되고, 불포화 지방산에서 만들어진 트라이글리세라이드는 액체의 기름인 경우가 많다. 지방이나 기름을 센 염기와 반응시키면 카복실기가 떨어져 나오면서 지방산의 염과 함께 글리세롤이 생성된다.
