Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen

Tillhör kategori: vardagens kemi

Författare: Linda Larsson, Boel Öhlund

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Irriterande 

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 40 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Detta är del 2 i experimentet med tvåltillverkning. I denna andra del får du bearbeta tvålen och tillsätta färg, doft och andra tillsatser.

I del 1 av tvåltillverkningen finns recpetet för tillverkningen av själva tvålen.

Riktlinjer

Experimentet utförs lämpligen som elevförsök (grupp).

Man kan tillverka tvål för skojs skull, men experimentet är också lämpligt när man läser organisk kemi.

Säkerhet

Det ingår inga farliga ämnen förutom benzoinpulvret, som måste förvaras oåtkomligt för små barn.

Eventuella överblivna rester kan kastas i soporna eller spolas ned i avloppet.

Materiel

Förarbete

Se till att tvålens konsistens är så hård att den går riva på rivjärn.

Utförande

  1. Väg upp 340 g tvål.
  2. Riv tvålen på rivjärnet. Kommer det ut vätska är inte tvålen nog torr.
  3. Blanda vatten och tvål i kastrullen och rör om.
  4. Värm försiktigt på låg värme.
  5. Rör om då och då, tills all tvål har smält. (Ev. måste mer vatten tillsättas)
  6. Ta från värmen.
  7. Låt svalna, till 70 °C, under försiktig omrörning.
  8. Tillsätt doft och färg och rör om.
  9. Fyll formarna.
  10. Stöt formarna i bordet, så att ev. luftbubblor fylls med tvål.
  11. Frys tvålarna (1,5 - flera timmar).
  12. Stjälp upp tvålarna och torka dem på nät.

Torkningen tar allt från 2 veckor till några månader. Om tvålarna innehåller färskvaror är det viktigt att de får torka på ett varmt, luftigt ställe (lägg gärna nätet så att luft kan komma in under). Vänd tvålarna ofta.

Förklaring

För att få en fin och väldoftande tvål, med en personlig prägel, kan man färga och parfymera den. Det finns många olika tillsatser, som man kan använda sig av, som tillför olika karaktärer. Enklast och kanske trevligast är det att använda naturliga tillsatser som de vi valt att presentera.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Under början av 1800 - talet uppstod ett spirande intresse för hygien och hygienprodukter i västvärlden. Krämer, rakvatten, luktsalter, hårvatten, tandpulver och rosenvatten trängdes med tvålarna, papiljotterna och tandborstarna på toalettborden hos det högre borgerskapet.

Färgningen av tvålen

För att få en fin och väldoftande tvål måste man färga och parfymera den. De vanligaste färgmedlen att färga tvål med är ljusfärg och tygfärg, men man kan även använda pigment som är naturliga mineraler. Det viktigaste med färgmedlet är att löddret från den färgade tvålen ska vara vitt. Om det inte är det, är det lika bra att kasta tvålen, annars får man färg överallt.

Ljusfärg finns som små vaxblock på färghandeln. Man smälter försiktigt ihop ett block och två teskedar vegetarisk olja. Just innan den rivna och återsmälta tvålen är klar att hälla i formarna, rör man ner färgen efter behag. Det är viktigt att röra så att all färg löser sig. Överbliven färg kan man spara i en burk.

Tygfärger finns att köpa i matvaruaffärer och finns i fler färger, än ljusfärgerna. Köp helst flytande färg, för färgen i pulverform måste blandas ut i kokande vatten innan det används. Man färgar precis som man gör med ljusfärgen. Det man ska tänka på är att använda färgen sparsamt. För mycket färg kan medföra att tvålen "skär sig". Ungefär 2,5 ml räcker till 340 g tvål. Tygfärgerna är Na-baserade, vilket kan irritera huden om man är känslig. För att se om man tål färgen kan man prova med lite tvål på övre delen av armen och se om huden blir irriterad.

Pigment finns att köpa på färghandeln. Färgens intensitet varierar kraftigt, så det är omöjligt att rekommendera hur mycket man behöver. Man blandar ut pigmentet med just så mycket vatten att det blir en tunn vätska, sen är det bara att röra ner färgen i den återsmälta tvålen.

Parfymeringen

Parfym är en väldoftande vätska för kosmetiskt bruk. Under antiken framställdes parfym genom att blanda doftämnen med oljor. Idag löser man dofterna i ren alkohol. Det är endast de mest koncentrerade doftprodukterna (eteriska oljor) till olika kosmetiska produkter.

Det finns både naturliga och syntetiska doftämnen. De naturliga kommer från växter som t ex rosor, lavendel, jasmin och viol, men även mysk och ambra som är animaliska används. Vid mitten av 1900 - talet steg efterfrågan efter dofter mer än tillgången och priserna ökade kraftigt, så kemisterna började att analysera de naturliga dofterna för att kunna tillverka motsvarande syntetiskt. De naturliga dofterna är betydligt mäktigare än de syntetiska, så de håller doften längre och man behöver inte lika mycket av dem för att få en bra doft. Man ska inte heller använda billiga oljor, för de är ofta utspädda. Även om de luktar gott i flaskan, så ger de inte tillräckligt med med doft. Doftoljor som innehåller alkohol, som parfym, avdunstar fort och kan medföra att tvålen "skär sig". Använd doftämnen sparsamt, eftersom de kan irritera huden.

För att tvålen ska behålla sin lukt bättre, kan man tillsätta fixeringsmedel, som fixerar dofter. Benzoin är ett sånt fixeringsmedel och finns att köpa i hälsokostaffärer eller att beställa genom postorder.

Doftoljor: Används som arom. Finns att köpa bl a på Body Shop och matvaruaffärer.
Citronolja: är en medicinalolja. Oljan från skalet är antibakteriell och innehåller mycket C-vitamin.
Lavendelolja: Det går åt 1 ton lavendelblommor för att få ut 8 - 10 kg lavendelolja.
Anisolja: utvinns från frön från Pimpinella anisum och är en medicinal olja. Man tror att den är attraktiv för fiskar.
Benzoin: fungerar som fixermedel för doftämnen, som konserveringsmedel och som antiseptiskt medel.
Kaffe: absorberar lukter från huden.
Morötter: innehåller mycket A-vitamin och många andra vitaminer. Den esteriska oljan innehåller mycket E-vitamin. Ger tvålen en ljusorange färg.
Gurka: fungerar som ett milt rengöringsmedel.
Sallad: innehåller mycket vitaminer och är milt för huden.
Jordgubbar: innehåller många syror (citronsyra, salicylsyra och askorbinsyra) vilka effektivt slätar ut rynkor. Ett annat namn för askorbinsyra är C-vitamin som också har använts till att göra huden vitare. Askorbinsyra används ofta som tillsats i livsmedel för att motverka oxidation.

Fördjupning

Tvätt och rengöring

Smuts innehåller ofta feta ämnen, var sig det är matrester på tallriken eller fläckar på kläderna. Fetter har mycket låg löslighet i vatten. Det är därför svårt att få rent genom att bara tvätta i vatten.

Men om man tillsätter disk- eller tvättmedel, så blir det stor skillnad. Det finns flera namn för denna typ av ämnen:

amfifil = ämne med en hydrofil och en hydrofob del
detergent = ämne som rengör
tensid = ämne som sänker ytspänningen
ytaktivt ämne eller surfaktant = ämne som lägger sig i fasgränsytor

Disk- och tvättmedelsmolekyler är amfifiler


Detergentmolekylerna bäddar in fettpartiklar så att de får en hydrofil yta. Då blir de "vattenlösliga" och kan sköljas bort.
Bild: Svante Åberg

Gemensamt för sådana molekyler är att de dels har en hydrofob (vattenskyende) del, ofta i form av en kolvätekedja, dels en hydrofil (vattenälskande) grupp i andra änden. Den hydrofoba svansen är fettlöslig samtidigt om det hydrofila huvudet är vattenlösligt.

Amfifilen är ytaktiv

Detergenten sätter sig spontant i gränsskiktet mellan fett och vatten. Då hamnar den fettlösliga delen i det opolära fettet samtidigt om den vattenlösliga delen har kontakt med det polära vattnet.

Det leder till att fettpartiklar bäddas in i ett lager av amfifilen där molekylernas polära huvuden pekar ut mot vattenlösningen.

Amfifilen gör fettpartiklarna "vattenlösliga"


En dispersion (emulsion) av fettpartiklar i vatten stabiliseras av emulgeringsmedlet, som är ett ytaktivt ämne.
Bild: Svante Åberg

Inbäddade fettpartiklar med en hydrofil yta kan börja sväva i vattenlösningen. Det handlar inte om äkta löslighet eftersom blandningen inte är på molekylnivå, utan med större partiklar. Varje fettpartikel utgör en egen fas skild från vattenfasen.

En sådan blandning av olösliga partiklar i en vätska kallas dispersion. Ett annat namn är emulsion. Vid tvättprocessen är fettpartiklarna små droppar medan vattenlösningen är en kontinuerlig fas som omger fettpartiklarna.

Mekanisk bearbetning underlättar tvättprocessen

Det krävs att fettpartiklarna är små för att man ska få en dispersion. Mekanisk bearbetning slår sönder fettet i mindre delar. Då kommer amfifilmolekylerna åt att bädda in fettpartiklarna.

Fyra typer av detergenter

Detergenter är amfifiler med en opolär del och en polär.

Den opolära "svansen" är alltid ett kolväte, eller möjligen ett par kolvätekedjor. Kolväten är typiskt opolära ämnen som skyr vatten. Ju längre kolvätet är, desto mer opolära egenskaper får molekylen som helhet. Vanligtvis är kolvätekedjan ganska lång.


Klasser av ytaktiva ämnen: icke-joniska, anjoniska, katjoniska och zwitterjoniska
"Tenside haben hyrophile und hydrophobe Enden" av Roland.chem" (CC BY-SA 3.0)

Det polära "huvudet" kan vara av olika typer. På tvättmedels- eller diskmedelsförpackningen brukar den ungefärliga sammansättningen av de olika typerna vara angiven.

Icke-joniska detergenter

Icke-joniska detergenter har en polär grupp som inte är en jon.

Ett vanligt exempel är PEG, polyetylenglykol, som har formeln H−(O−CH2−CH2)n−OH. OH-gruppen är oladdad, men starkt polär på grund av att den höga elektronegativiteten hos syreatomen attraherar elektronmolnet från väteatomen så att syreatomen får en negativ och väteatomen för en positiv nettoladdning.

Anjoniska detergenter

Anjoniska detergenternas polära grupp är en negativ jon. Typiska detergenter är alkylbensensulfonater med den allmänna formeln R–C6H4–SO3, där R är en kolvätekedja.

Exempel är natriumsaltet av dodekylbensensulfonat, C12H25-C6H4-SO3Na.

Katjoniska detergenter

Katjoniska detergenter liknar anjoniska sådana, men den polära gruppen utgörs i stället av en positiv jon. Jonen kan vara ett ammoniumsalt (R-NH4+) eller ett kvarternärt ammoniumsalt (R4N+).

Zwitterjoniska detergenter

En zwitterjon är en positiv och en negativ jon på samma molekyl. Den katjoniska delen är en primär, sekundär eller tertiär amin eller en kvaternär ammonium-katjon. Den anjoniska delen är ofta sulfonat eller ammonium-karboxylat, men det finns många varianter.

Litteratur

  1. N. Coney, The complete Soapmaker, 1996, Sterling Publishing Co, New York.
  2. C. H. Snyder, The extraordinaary chemistry of orinary things, 1995, John Wiley & Sons, New York.
  3. L. Dahlstrand, Allmän kemi NT, del 2, 1992, D & D förlag, Malmö.
  4. "Soaps" i Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A24, 1993, s. 247-263, VCH Publishers.
  5. Fast tvål, Shenet
    http://www.shenet.se/recept/tvalfast.html (2003-11-28)
  6. Fast tvål - receptsamling, Shenet
    http://www.shenet.se/recept/tvalfastrecept.html (2003-11-28)
  7. Grundingredienser i tvål, Shenet
    http://www.shenet.se/recept/tvalfasting.html (2003-11-28)
  8. Omsmält tvål, Shenet
    http://www.shenet.se/recept/tvalomsmalt.html (2003-11-28)
  9. Tvålfärger , Shenet
    http://www.shenet.se/ravaror/fargtval.html (2003-11-28)
  10. Tvålparfym, Shenet
    http://www.shenet.se/recept/parfymtval.html (2003-11-28)
  11. Destillering och pressning av eteriska oljor, Shenet
    http://www.shenet.se/ravaror/essensfram.html (2003-11-28)
  12. Crearome (råvaror, recept mm), Crearome AB
    http://www.crearome.se/ (2003-05-24)
  13. Tensider - ämnen som gör det möjligt att blanda, Kemilärarnas Resurscentrum (KRC)
    http://www.krc.su.se/raffprojektet/text/Uppdelade%20pdf-filer/sid%20178_181.pdf (2003-05-24)
  14. Detergent Chemistry: Sundry Organic Builders, Kiwi Web
    http://www.chemistry.co.nz/deterginfo.htm (2003-05-24)
  15. Design a washing powder, National Centre for Biotechnology Education (NCBE)
    http://www.ncbe.reading.ac.uk/NCBE/PROTOCOLS/PRACBIOTECH/PDF/wash.pdf (2003-05-24)
  16. Fabric Washing Powder Ingredients, UK Cleaning Products Industry Association (UKCPI)
    http://www.sdia.org.uk/Fact%20sheets/INGREDIE.RTF (2003-05-24)
  17. The Soap And Detergent Association Home Page, The Soap And Detergent Association
    http://www.sdahq.org/ (2003-05-24)
  18. Benzoin, The Cayce Herbal
    http://www.meridianinstitute.com/echerb/Files/1benzoin.html (2003-05-25)
  19. Benzoin-Kondensation, Andreas Schleifenbaum
    http://fachschaft.cup.uni-muenchen.de/~schleifi/reaktion/benzoin.html (2003-05-25)

Fler experiment


vardagens kemi
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Bestäm CMC för diskmedel
Blev disken ren?
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diska med äggula
Eld - varför brinner det?
Eldprovet
Enzymaktivitet i ananas
Enzymer i Tvättmedel
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framställ en detergent
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Färga ullgarn med svampar
Färgämnen i M&M
Gore-Tex, materialet som andas
Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm
Gör ditt eget läppcerat
Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak?
Håller bubblan?
Karbidlampan
Kemi i en brustablett
Kemisk vattenrening
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Modellmassa av mjölk
Myggmedel - hur funkar det?
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Optiska Vitmedel
Osmos i ett ägg
Osynlig gas
Pektin och marmeladkokning
Pelargonens färg
Permanenta håret
Pulversläckare
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Skär sig majonnäsen?
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Superabsorbenter i blöjor
Surt regn
Syror och baser i konsumentprodukter
Såpbubblor
Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka ditt eget läppstift
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka papperslim
Tillverka rengöringskräm
Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer då något brinner?
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Varför äter vi Samarin?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Ägget i flaskan
Ärg på en kopparslant
Äta frusen potatis