酸素原子1つと水素2つがくの字型に結合している。分子同士も緩く弱い力で結びついている。電気的な偏りがあるので、極性があるものを溶かしやすい。オイルの分子オレイン酸などの脂肪酸が3つグリセリンに結合した分子。二重結合がないとほぼ直線的な形をしているが、二重結合があると、そこで折れ曲がった形になる。水18グラムで1モルという単位。オレイン酸282グラムで1モルという単位で、分子の数で等しい。油脂1gをけん化するのに必要な水酸化カリウムのミリグラム数をけん化価という。油脂1molをけん化するのに水酸化カリウムが3mol必要であるので、油脂の分子量をMとすると、M(g)の油脂をけん化するのに水酸化カリウム(KOH=56)が3×56(g)必要ということになる。S(ミリグラム)上記の式から、油脂の分子量(M)が分かっていればけん化価(S)を求める事ができるし、逆にけん化価(S)が分かっていれば、油脂の分子量(M)を求めることもできる。けん化価が大きい油脂ほど分子量は小さくなる。けん化価(KOHでの値)で250から180程度の油脂が多い。́(グラム)計算例)オリーブオイル(分子量M)として、けん化価0.136を代入するとM:120=1:0.136M=120÷0.136=882.3オリーブオイルはオレイン酸が80%近くを占めている。オレイン酸はC18で不飽和結合が一つ。COOHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3Cは12×18で216、Hは2*16+2+3で35、Oは16*2で32、グリセリン分でCが12*3で36、H*5で5になる以上で、脂肪酸が3つグリセリンに結合していることに注意すると、(216+36+32)*3+36+5=852+41で893C16のパルチミン酸は分子量が12-2少ないので3倍して30少なくなる。これが10%含まれるため、893から若干小さな平均分子量になる。ヨウ素価の大きいものほど固化しやすい。Soap」によります。オイルの配合を決める場合に、INSを160に近づけるようにすると、硬さやその他の物性値が理想に近づくということも考慮してみてはどうか、と書かれています。複数のオイルのブレンドの際に使わるとされます。初期:材料である苛性ソーダと油脂が多く、反応速度も速いが、混ざり合わないために石鹸が出来ていかない。中期:材料である苛性ソーダと油脂が混ざり合って石鹸が急激に出来ていく。それに伴い材料濃度が下がっていくため反応速度が落ちていく。後期:材料である苛性ソーダ、油脂の濃度が下がって反応速度が下がる。石鹸が徐々にできていく。中期オイル分子と苛性ソーダ分子が結合する反応なので、二つの濃度によって反応速度は決まります。反応速度は二つの濃度の掛け算で決まり、計算からも反応速度は時間に対して、次第に遅くなる(中期安定期から、後期へ移っていく事が示されます。この反応は、等間隔の時間でプロットすると1/X(石鹸の濃度の逆数)が直線的に減少します。時間が経ち反応が進むにつれて石鹸の濃度が大きくなって、反応速度は遅くなっていきます。鹼化を速くするには、1)濃度を濃くすること2)温度を高くする3)よくかき混ぜる4)触媒を入れるが挙げられます。温度を上げると分子の動きが大きくなり、ミクロ的にかき混ぜるのと同じ効果があります。かき混ぜれば、苛性ソーダと油脂の分子が何回も出会う回数が増えて反応速度があがります。コールドプロセスとホットプロセスはトレース以降の温度をあげることで反応速度をあげることに違いがあります。油同士は混ざりやすいので、反応速度による選択性はほとんどないと思います。水180ccなら180グラムで10モル。6*10^24個の分子。苛性ソーダ70グラムでほぼ1.5モル。9*10^23個の分子。オイル500グラムでおよそ0.5モル。3*10^23個の分子。水10個に対して苛性ソーダ3個、オイル1個の割合。水の方が分子は遙かに小さいが、数は10倍多い。オイルは分子が集まってオイルの球状の玉になって水の中に浮いている。炭素数が大きいと疎水性が高くより大きな玉になっている。水の中の苛性ソーダ水に苛性ソーダは混ざりやすい。均一に分布していると思う。100%反応するとオイル全量0.5モルに対して苛性ソーダ1.5モルが反応する。石鹸は1.5モルできる。トレースは10%程度反応が進んだ時、つまり0.15モル石鹸が出来た時から粘度が上がって起こる。特徴1、10から20%程度反応が進むまでの時間がトレースのではじめる時間。特徴2、トレースのでる時間は温度が高いと早まる。特徴3、トレースのでる時間が早いオイルがある。特徴1、20から90%まで間では反応が安定している。特徴2、反応速度は一定。特徴3、反応速度は温度が高いと速くなる。特徴4、オイルによって反応速度が異なる。特徴5、トレースが早いオイルは、安定反応速度も速い。最初は、オイルが集まっていて、水と混ざり合わずにいる。オイルの球の水との界面でだけ反応が進む。それは界面でオイルが消費されてオイルの球の真ん中からオイルが拡散してくる。界面でナトリウムが消費されて水ならナトリウムが動いて(拡散して)界面に近づいてくる。この拡散が反応速度を決めている。界面で出会ってから両者が結合して石鹸ができる反応速度もあるが、それはおそらく早い。オイルの種類によって異なる。トレースが出るまで(初期)オイルと水が混ざり合っていない。その状態で石鹸が出来始めて、やがてオイル球が小さくなり、界面面積が増えていく。それに従って石鹸ができていく。トレース出てから(中期)十分に分子レベルで混ざり合ってから、反応が進む状態。石鹸が10%(この場合0.015モルの石鹸が)できているとき辺りからトレースが始まる。それ以降、石鹸の粒子が互いにつながり始めて流動性が低くなっていく。90%程度石鹸ができるとほぼ固体になって硬くなる。トレース後に急激に反応速度が早くなり、一定の速度で90%程度まで進む。水10モルは変わらず、水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)とオイルが消費されて石鹸になり、反応が進むにつれて反応速度は落ちていく。反応中期(オイル球が小さい)乾燥過程(後期)石鹸が90%以上できていると1.3モル程度の石鹸、0.2モル程度の苛性ソーダ、0.07モル程度のオイル、10モルの水の状態になる。ここから水が蒸発して乾燥していく。オイルによって反応エネルギーが異なる。どんな反応エネルギーでも温度が上がると反応速度係数が大きくなり、反応速度Vが大きくなる。あると、同じオイル球が体積が大きくなる。同じ重さでの表面積が小さくなる。界面にも並びにくくなる。撹拌によってなにが起きているか水の中の油のオイルが細かくなる。球が崩れてはまた再結合して混ざり合う。しだいに球が小さくなる。水中のナトリウムが動きやすくなり、拡散が進み、オイル界面に早く近づき、反応が速まる。水中のオイルはおよそ一滴5mgとすると、分子数は十分多い。1ミクロン程度の球になると一滴1マイクログラムで含まれる分子は1000分の1になる。総表面積は1000倍になる。豆腐10センチ角で1000cm3のものが1個だと表面積は600平方センチ。豆腐1センチ角で1cm3のものが1000個だと表面積は6平方センチ×1000個で6000センチ平方で、10倍の総表面積になる。一滴のオイルの重さが1000分の1になるとき、総表面積は1000倍になる。けん化理論におけるもっとも重要なポイントは以上の「けん化速度」ですが、以外にけん化速度に影響をあたえる要素は、攪拌、温度、アルカリ量、アルカリ濃度、遊離脂肪酸(油脂酸度)と、けん化促進のための添加物(アルコール、塩)があります。温度は10°C上げるとけん化速度は1.5倍になるといわれています。ヤシ油の場合では、25°Cを45°Cへ上げると3倍速くなります。溶解度が大きな油脂(液脂=植物油)は、45°Cくらいが臨界温度で、それ以上はかえって後退します。動物脂など飽和脂肪酸(ステアリン酸・パルミチン酸・ミリスチン酸・ラウリン酸)の多い場合は、加温(60-70°C)から加熱(沸点100°C)までが可能で、たとえば45°Cから70°Cへ上げると、10倍ほど速くなります。疎水性が高い方が水でも硬いまま。ヨウ素価の高い方が溶け崩れやすい。石鹸の分子の種類(分子量と二重結合)2)石鹸の粒子の大きさ(粒子石鹸の育ち方)3)石鹸の不純物の量(グリセリンの量、過剰油脂の量)炭素数と二重結合の影響について炭素数が長いほど、疎水性が強くなる。炭素鎖同士の相互作用は炭素数が多いほど大きくなる。炭素鎖同士の相互作用は二重結合があると弱くなる。編集Jimdoあなたもジンドゥーで無料ホームページを。Cookie(クッキー)を利用しています。使用に同意いただける場合は、「同意します」をクリックしてください。ポリシーをご確認ください。