صناعة الصابون

صناعة الصابون

1- نبذة تاريخية حول صناعة الصابون :
تعود صناعة الصابون إلي ألفي سنة مضت. حيث كان القدماء يدهنون أجسامهم بزيت الزيتون إضافة إلى عصارات بعض النباتات وأليافها لتنظيف أنفسهم. من المدن المشهورة بصناعة الصابون حلب ونابلس وطرابلس، وينسب الصابون إلى هذه المدن ومن أشهرها الصابون الحلبي والصابون النابلسي والصابون الطرابلسي.

وقد وجد علماء الآثار بين خرائب مدينة بومبي معملاً صغيرا لصنع الصابون يشبه كثيراً الصابون المستخدم في عصرنا. والجدير بالذكر أنه منذ مائة عام فقط كان الصابون المستخدم يصنع في المنازل.
صناعة الصابون صناعة كيماوية قديمة. فقد تطورت تقنيتها ببطء لأنها تحولت في غالب الأحيان إلى أسرار عائلية توارثتها العائلات أبا عن جد. أما طريقة العمل في هذه الصناعة، فقد ارتكزت بالأساس على الملاحظة والتجربة.
وقد كان ماركلن ، الملقب ب"المارسيلي"(Le Marseillais) ، وبالضبط سنة 1906، أول من أوضح على أن الصابون هو نتيجة لموازنة كيماوية مبينا ذلك بشكل مستفيض في مقاربة علمية كانت موضوع كتابه {دراسة حول تكوين الصابون التجاري بعلاقاته مع التصنيع}.
في سنة 1922، قام الكيميائي الإنجليزي ماك بين Mac Bain برصد مراحل التحول التي تشكل أساس المناهج العصرية المستديمة .
وقد عرف المسلمون الصابون منذ القرن الأول الهجري / السابع الميلادي أدخلوا عليه تطويرات عديدة، كما تعددت أنواعه واستخداماته في تنظيف الثياب، وغسل الأواني، والاستحمام، إذ كان الصابون مادة أساسية في الحمامات العامة التي انتشرت عبر أرجاء الدولة الإسلامية. وقد ساهم علماء الكيمياء على تحسين نوعيات الصابون بشكل كبير، ففي القرن الثامن الهجري / الرابع عشر الميلادي جاء على لسان الجلدكي في كتابه رتبة الحكيم : "الصابون مصنوع من بعض المياه الحادة المتخذة من القلي والجير، والماء الحاد يهرئ الثوب، فاحتالوا على ذلك بأن مزجوا الماء الحاد بالدهن الذي هو الزيت، وعقدوا منه الصابون الذي ينقي الثوب ويدفع ضرر الماء الحاد عن الثوب وعن الأيدي".
وقد كانت صناعة الصابون من الأمور الشائعة في أسبانيا وإيطاليا أثناء القرن الثامن الميلادي. وبحلول القرن الثالث عشر، عندما انتقلت صناعة الصابون من إيطاليا إلى فرنسا، كان الصابون يصنع من شحوم الماعز بينما كان يتم الحصول على القلويات من شجر الزان. وبعد التجربة، توصل الفرنسيون إلى وسيلة لصناعة الصابون من زيت الزيتون بدلا من دهون الحيوانات وبحلول عام 905هـ / 1500 م، أدخلوا هذا الاختراع إلى إنجلترا. وقد نمت هذه الصناعة في إنجلترا نموا سريعا وفي عام 1031هـ / 1622 م، منح الملك جيمس الأول امتيازات خاصة لها. وفي عام 1197هـ / 1783 قام الكيميائي السويدي كارل ويلهيلم شيل مصادفة بتقليد التفاعل المذكور أدناه والمستخدم حاليا في صناعة الصابون حيث تفاعل زيت الزيتون المغلي مع أكسيد الرصاص فنتج عن ذلك مادة ذات رائحة جميلة أطلق عليها إيسوس وتعرف حاليا باسم الجليسرين.
وهذا الاكتشاف الذي توصل إليه شيل جعل الكيميائي الفرنسي ميشيل أوجين شيفرول (1786- 1889م) يفحص الطبيعة الكيميائية للدهون والزيوت المستخدمة في صناعة الصابون، وقد اكتشف شيفرول أخيرا في عام 1238هـ / 1823 م أن الدهون البسيطة لا تتفاعل مع القلويات لتكوين الصابون ولكنها تتحلل أولا لتكوين أحماض دهنية وجليسرين. وفي الوقت ذاته، حدثت ثورة في صناعة الصابون عام 1205هـ / 1791 م عندما توصل الكيميائي الفرنسي نيكولاس ليبلانك 1155هـ-1742م / 1221 هـ -1806م إلى طريقة للحصول على كربونات الصوديوم أو الصودا من الملح العادي.
وفي المستعمرات الأمريكية الأولى، كان الصابون يصنع من دهون الحيوانات المذابة وكان ذلك يتم في المنازل فقط ولكن بحلول عام 1111هـ / 1700 م. كان مصدر الدخل الرئيسي للعديد من المناطق يتأتى من تصدير الدهون والمكونات المستخدمة في صناعة الصابون.

2- صناعة الصابون حديثا
إن الزيوت والدهون المستخدمة عبارة عن مركبات للجليسرين وحمض دهني مثل الحامض النخيلي أو الحامض الإستياري. وعندما تعالج هذه المركبات بسائل قلوي مذاب مثل هيدروكسيد الصوديوم في عملية يطلق عليها التصبين، فإنها تتحلل مكونة الجليسرين وملح صوديوم الحمض الدهني. على سبيل المثال، فإن حمض البلمتين الذي يعتبر الملح العضوي للجليسرين والحمض النخيلي ينتج بلميتات الصوديوم والجليسرين عند التصبين. ويتم الحصول على الأحماض الدهنية اللازمة لصناعة الصابون من الشحوم والدهون وزيت السمك والزيوت النباتية مثل زيت جوز الهند وزيت الزيتون وزيت النخيل وزيت فول الصويا وزيت الذرة.
أما الصابون الصلب فيصنع من الزيوت والدهون التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض المشبعة التي تصبن مع هيدروكسيد الصوديوم. أما الصابون اللين فهو عبارة عن صابون شبه سائل يصنع من زيت بذر الكتان وزيت بذر القطن وزيت السمك والتي تصبن مع هيدروكسيد البوتاسيوم. وبالنسبة للشحوم التي تستخدم في صناعة الصابون فتتدرج من أرخص الأنواع التي يحصل عليها من القمامة وتستخدم في صناعة الأنواع الرخيصة من الصابون وأفضل الأنواع المأكولة من الشحوم والتي تستخدم في صناعة صابون التواليت الفاخر. وتنتج الشحوم وحدها صابونا صل با جدا بحيث أنه غير قابل للذوبان ليعطي رغوة كافية ومن ثم فإنه يخلط عادة بزيت جوز الهند.
أما زيت جوز الهند وحده فينتج صابونا صلبا غير قابل للذوبان بحيث أنه لا يستخدم في المياه العذبة، إلا أنه يرغي في المياه المالحة وبالتالي يستخدم كصابون بحري. ويحتوي الصابون الشفاف عادة على زيت خروع وزيت جوز هند عالي الجودة وشحوم. أما صابون التواليت الفاخر فيصنع من زيت زيتون عالي الجودة ويعرف باسم الصابون القشتالي. وبالنسبة لصابون الحلاقة، فهو صابون لين يحتوي على بوتاسيوم وصوديوم وكذا الحمض الإستياري الذي يعطي رغوة دائمة. أما كريم الحلاقة فهو عبارة عن معجون يحتوي على خليط من صابون الحلاقة وزيت جوز الهند.
صناعة الصابون جديرة بالاهتمام لانه ان لم تصنعيه ستعرفين مما يصنع و اذا جربتيه ستعجبك صناعته .

3-  وظيفة الصابون :

شكل جزيء الصابون يمكنه من القيام بوظيفته وهي التنظيف (إزالة الأوساخ ) حيث أن الأوساخ وبشكل عام تكون محاطة بطبقة من الدهن أو الزيت , فان جزيئات الماء وحدها غير قادرة على تشتيت هذه التجمعات الدهنية و ذلك لأن جزيئات الماء غير قادرة على اختراق طبقة الزيت وتفريقها إلى جزيئات منفصلة , أو أن جزيئات الماء غير قادرة على فصل طبقة الدهن عن السطح الملتصق به . على عكس ذلك فان محلول الصابون قادر على فصل طبقة الدهن إلى جزيئات منفصلة وذلك لأن سلسلة الكربون في جزيء الصابون يمكنها إذابة طبقة الدهن بينما مجموعة الكربوكسلات الأيونية تتجه نحو الماء وتتنافر فيما بينها وبالتالي فإنها تتشتت داخل الماء ثم تسلك طريقها في مجرى الماء . جزيئات الصابون تعمل على السطح الفاصل بين الزيت والماء وتؤثر على خصائص هذا السطح وذلك بتقليل التوتر السطحي للمادتين التوتر السطحي هو قوة تنتج عن التجاذب بين الجزيئات في الحالة السائلة داخل جسم السائل قوى التجاذب متساوية في جميع الاتجاهات ,ولكن جزيئات السائل على السطح تشعر بقوة أكبر تجذبها نحو الداخل وكنتيجة لذلك فان سطح السائل يتصرف وكأنه مغطى بغشاء رقيق وقطرة من السائل تأخذ شكلا كرويا .


4- كيفية صناعة الصابون في المنزل :
الصابون بأنه منتج يستخدم مع الماء وذلك لتقليل التوتر السطحي ومن ثم يقوم بطرد الأجزاء غير المرغوب فيها الموجودة على البشرة وبصفة خاصة الدهون وذلك من خلال خاصية كيمائية تعرف بالرغوة.
تتطلب عملية تصنيع الصابون فهم كامل للكيمياء، قديما كانت هذه العملية تتطلب وقت طويل لاعدادها ومراحل عديدة أثناء التنفيذ، وكمبدأ عام نستطيع أن نقوم بتصنيع الصابون إذا أدركنا أن تصنيعه يتم بناء على تفاعل كيميائي في أبسط صورة بين الحمض والقاعدة والتي تسبب ما يعرف بعملية التصبن. ويأتي الشق الحامضي في الصابون من مصادر كثيرة أهمها الدهون، وبالنسبة للشق القاعدي فهو يعتبر من المكونات التي يصعب الحصول عليها نظرا لانها تحتاج إلى عمليات كيمائية صعبة حتى
تظهر في شكلها النهائي فهذا الشق عادة ينتج من حرق مركبات عضوية.

المواد اللازمة:

15 غرام زيت الطبخ
20 مل ايثانول
20 مل محلول NaOH بتركيز 2.5 مولر
100 مل محلول ملح الطعام NaCl مشبع
5 مل محلول HCl بتركيز 0.1 مولر
ماء مقطر
زيت البرافين
5 مل من محلول CaCl2 أو MgCl2 بتركيز 0.1 مولر
فينول فثالين
ورق
pH

الأدوات اللازمة:
- نظارات واقية
- دورق حجم 250 مل
- دورق حجم 200 مل عدد 2
- ابرتين
- 5 أنابيب اختبار
- مخبار مدرج حجم 50 مل
- قضيب زجاجي للتحريك
- قمع و ورق ترشيح
- صفيحة تسخين

الجزء العملي للتجربة :

قسم أ- تحضير الصابون

أ. ضع زيت الطبخ في دورق سعة 250 مل ثم أضف وبحذر شديد 15 مل ايثانول و15 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم.
ب. حرك المحلول جيدا باستخدام قضيب زجاجي وسخنه على سخانة كهربائية بحذر شديد .
ت. واصل التحريك أثناء التسخين لحوالي نصف ساعة حتى تختفي رائحة الكحول ويصبح الخليط لزج بدرجة عالية جدا .
1- اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة وسمي كل من المواد المتفاعلة والمواد الناتجة .
ث. أوقف التسخين وبرد الدورق قليلا. ثم صب الخليط اللزج في محلول كلوريد الصوديوم المشبع وحرك جيدا .
ج. رشح الصابون باستخدام قمع بوخنر واشطف الصابون بكمية قليلة من الماء المقطر .

قسم ب. فحص خصائص الصابون

أ. خذ كمية قليلة من الصابون وحاول أن تغسل يديك بها . إذا استخدمت زيت فوق الكمية اللازمة , سوف تشعر بملمس زيتي فوق يديك , إذا شعرت بملمس لزج فوق يديك هذا يعني انك استخدمت قاعدة أكثر من اللازم.
ب. أذب كمية قليلة من الصابون في 50 مل ماء مقطر . عندما يصبح المحلول شفاف , صب جزء منه إلى 3 أنابيب اختبار منفصلة ثم قم بإجراء الاختبارات التالية :
ت . لأنبوب الاختبار الأول أضف قطعة صغيرة من ورقة قياس درجة الحموضة ولاحظ لونها .
ث. لنفس أنبوب الاختبار أضف نقطة نقطة من محلول HCl حتى يصبح المحلول حامض.
ج.لأنبوب الاختبار الثاني أضف بعض من نقاط محلول CaCl2
ح. لأنبوب الاختبار الثالث أضف بعض نقاط زيت البرافين وحركه قليلا .
خ. خذ دورقين حجم 200 مل املأ نصف الأول بماء مقطر ونصف الثاني بمحلول الصابون . بحذر شديد ضع إبرة فوق سطح السائل في كل دورق .

5- أنواع الصابون :

1- الصابون الصلب فيصنع من الزيوت والدهون التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض المشبعة التي تصبن مع هيدروكسيد الصوديوم.
2- أما الصابون اللين فهو عبارة عن صابون شبه سائل يصنع من زيت بذر الكتان وزيت بذر القطن وزيت السمك والتي تصبن مع هيدروكسيد البوتاسيوم.
3- وبالنسبة للشحوم التي تستخدم في صناعة الصابون فتتدرج من أرخص الأنواع التي يحصل عليها من القمامة وتستخدم في صناعة الأنواع الرخيصة من الصابون وأفضل الأنواع المأكولة من الشحوم والتي تستخدم في صناعة صابون التواليت الفاخر. وتنتج الشحوم وحدها صابونا صلبًا جدا بحيث أنه غير قابل للذوبان ليعطي رغوة كافية ومن ثم فإنه يخلط عادة بزيت جوز الهند .
4- أما زيت جوز الهند وحده فينتج صابونا صلبا غير قابل للذوبان. بحيث أنه لا يستخدم في المياه العذبة , إلا أنه يرغي في المياه المالحة و بالتالي يستخدم كصابون بحري .
5- و يحتوي الصابون الشفاف عادة على زيت خروع وزيت جوز هند عالي الجودة وشحوم.
6- أما صابون التواليت الفاخر فيصنع من زيت زيتون عالي الجودة ويعرف باسم الصابون القشتالي.
7- أمّا بالنسبة لصابون الحلاقة ، فهو صابون لين يحتوي على بوتاسيوم وصوديوم وكذا الحمض الإستياري الذي يعطي رغوة دائمة.
8-  أما كريم الحلاقة فهو عبارة عن معجون يحتوي على خليط من صابون الحلاقة وزيت جوز الهند.