비누화반응(비누제조실험)

여러 개의 탄소 원자들이 사슬 모양으로 연결된 탄화수소는 비극성의 특성을 가지고 있어서 물에 잘 녹지 않기 때문에 소수성(hydrophobic) 분자라고 한다. 그리고 탄화수소 끝에 결합된 카복실기(-COOH), 아미노기(-NH2) 등은 물 분자왿� 잘 섞이는 친수성(hydrophilic)을 나타낸다. 이러한 소수성과 친수성의 특성을 가진 원자단을 모두 가지고 있는 부자를 계면활성제라고 하며 이를 이용하면 물에 잘 녹지 않는 기름과 같은 비극성의 유기 물질을 물에 녹일 수 있다.
계면활성제인 비누에 대해서 본격적으로 알아보자.

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<짿�방산>
이 실험에서는 동물 또는 식물에서 추출한 여러 가지 지방과 기름으로부터 비누를 합성할 것이다. 이들 지방에 존재하는 7가지 주요 카르복실산은 아래왿� 같다. 카르복실산에 있는 탄소사슬(R기)의 길이가 비누의 성질을 결정한다. 탄소사슬이 더 길수록 그리고 탄소-탄소 이중결합이 더 적을수록 비누는 더 단단해지고 덜 녹게 된다.
생물학적 근원의 지방이나 오일에서 카르복실산은 글리세롤과 에스테르를 이루어 트리글리세리드로 존재한다. R1, R2 및 R3 기는 카르복실산으로부터 유도된 탄화수소 사슬이다. 비누화 과정은 NaOH 같은 염기를 트리글리세리드에 첨가하여 가열할 때 일어나는 반응을 말하며 카르복실산염(비누)과 글리세롤이 생성된다. 비누는 NaCl 등의 강전해질을 다량첨가하면 염석(salting Out)에 의해 용액에서 뭉친다.

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3-1. 비누화 값 측정 실험
① 먼저 진한염산을 희석하여 표준용액 0.5N HCl 100ml 용액을 준비한다.
② 유지 1.5g~2.0g을 정확히 달아서 200 ml 또는 300 ml 삼각플라스크 속에 넣는다. 다음에 0.5N 에탄올-KOH 용액 25 ml를 첨가하고 시계접시를 덮어 물중탕에서 약 80˚C에서 30분 동안 교반하면서 가열한다.
③ 비누화 반응이 끝나면 즉시 물중탕에서 꺼내어 흐르는 찬물로 플라스크를 냉각한 다음 시계접시왿� 삼각 플라스크 안의 내벽을 95% 에탄올로 세척하여 세척된 용액이 플라스크 안으로 주입되도록 한다.
④ 다음에 페놀프탈레인 지시약 2~3 방울을 주입하고 0.5N HCl용액으로 중화적정(소요 부피 a ml)하여 연분홍색이 무색이 되는 시점을 종말점으로 한다.
⑤ 바탕실험은 유지를 넣지않은 0.5N 에탄올-KOH 용액 25 ml에 폐놀프탈레인 2~3방울을 넣고 0.5N HCl 용액과 중화 반응시켰을 때의 HCl 소요 부피( b ml)를 구하는 것이다.