식물성 기름이나 지방(fat = 트라이글리세라이드; triglycerides)을 이용하여 비누로 전환하는 공업적 공정에는 두 가지가 있다.
첫 번째 공정은 트라이글리세라이드를 강염기(예를 들어, 잿물)로 처리하여 에스터 결합을 절단하여 지방산 염 및 글리세롤(glycerol)을 방출하는 한 단계 공정이다.
두 번째 공정은 두 단계 공정으로 1단계는 트라이글리세라이드의 에스터 작용기를 증기를 이용하여 가수 분해한다. 이때 지방에 있는 에스터 작용기의 카보닐 작용기에 –OH 대신 물이 공격한다. 결과적으로 이 분해 반응에서는 지방산의 Na+ 염(또는 K+ 염)이 아닌 지방산(-COOH)과 알코올(글리세롤)을 얻는다. 2단계 공정에서는 1단계 공정에서 생산된 지방산을 알칼리로 산-염기 중화 반응시켜 비누를 얻는다. 이 공정의 장점은 수증기로 가수분해 후 생성된 지방산을 정제할 수 있어 품질이 개선된 비누를 얻을 수 있다는 점이다.
[네이버 지식백과] 비누화 반응 [saponification] (화학백과)
# 강염기 및 지방 종류에 따른 연질 비누와 경질 비누 제조
사용되는 강염기 종류에 따라 비누의 단단함 차이가 발생한다. 수산화 소듐(NaOH)은 단단한 ‘경질 비누(hard soap)’ 생성하고 수산화 포타슘(KOH)을 사용하면 ‘부드러운 연질 비누(soft soap)’가 생성된다.
사용되는 지방 종류에 따라 비누의 단단함 차이 발생한다. 포화 지방산을 포함한 동물성 지방은 딱딱한 비누 생성하고, 고도 불포화 지방산을 포함한 식물성 기름은 융점이 낮은 비누를 생성한다.
[네이버 지식백과] 비누화 반응 [saponification] (화학백과)
# 비누화값
비누화 값(또는 '비누화 수'/ 'Koettstorfer 수')은 지정된 조건에서 지방 1g을 비누화하는데 필요한 수산화 포타슘(KOH)의 mg 수를 나타낸다.
다양한 종류의 지방을 이용하여 비누를 제조하고자 할 때 지방 1g 당 얼마의 강염기를 넣고 가수분해를 해야 하는지에 대한 정량 값이 필요하다.
비누화 반응에서 과량의 강염기를 사용하면 비누화 반응이 끝나고 난 후 사용한 강염기가 남아 있게 되어 비누가 염기성을 띠고 피부를 따갑게 하거나 손상할 수 있다.
비누화 반응에서 적정량보다 적은 양의 강염기를 사용하면 염기가 다 사용되어도 비누화 반응이 완전하게 끝나지 않게 되어 지방이 남아 있게 된다. 부드러운 비누를 만들려고 일부러 10% 정도로 강염기 양을 적게 사용할 수 있다. (이를‘디스카운트’라 부름) 하지만 강염기의 양이 너무 적으면 남는 지방량이 많아지므로 지방이 산화되면서 불쾌한 냄새가 나고 비누가 너무 물러지기도 한다.
따라서 적절한 양의 강염기 사용은 용도에 맞는 비누를 제조하기 위해 중요한 요소 중의 하나이다.
여러 가지 출발물로 사용되는 지방에 대한 비누화 값은 쉽게 찾을 수 있다. 이 값은 KOH(수산화 포타슘)을 사용하여 얻어진 값이므로 만약 NaOH를 이용하여 비누화 반응을 시키기 위해선 KOH로 얻어진 값을 KOH와 NaOH의 분자량 비 (1.403)로 나누어야 한다.
표1. 여러 가지 지방의 비누화 값(출처: 대한화학회)
회원에게만 댓글 작성 권한이 있습니다.