■ 교사용 실험 자료실 ■

실험 제목	아로마 비누 만들기			실험 원리	비누의 원리 이해
실험 시간	30분+2시간	실험 분야	화학, 생활	실험 방법	조별 및 개별실험
세트구성물	비누베이스, 비누전용색소, 아로마오일, 나무스틱, 실리콘비누틀, 은박컵
교사준비물	가열도구, 비커, 칼, 랩			학생준비물	비누 속에 넣을 장식물(허브잎, 비밀편지)
실험 결과	아로마 비누 1개(약50~60g)를 가져갈 수 있습니다.
실험팁	TIP 1. 가열할 때 화재 및 화상에 주의하도록 지도하세요. TIP 2. 비누 베이스를 잘게 쪼개어 녹이면 좀 더 빨리 녹일 수 있습니다. TIP 3. 비누 베이스는 글리세린이 많이 포함된 고급 비누입니다. TIP 4. 비누 베이스는 녹여 만드는 비누로(MP비누) 만든 후 굳으면 바로 사용하실 수 있습니다. → 빨리 굳히기 위하여 냉동실에 넣어 두시면 좋습니다. TIP 5. 에센셜 오일 외에도 가지고 계시는 비타민 E 나 다른 식물성 오일을 첨가하여도 무방합니다. TIP 6. 투명 비누이므로 비누 속에 허브 잎이나 사진 등 여러 가지 재료를 활용하실 수 있습니다.

비누는 어떻게 피부를 깨끗이 해줄까요?

원리학습 참조

1. 비누분자의 특징은 무엇인가요?

비누분자에는 물과 친한 친수기와 기름과 친한 친유기가 같이 있어서 옷에 묻은 기름때에 비누가 달라붙어 감싸서 물과 섞이지 않는 기름을 물속에 작은 입자형태로 섞이게 해 줍니다.

비누 [soap]

넓은 뜻으로는 포화 및 불포화 고급지방산·토르유(油) 지방산·수지산(樹脂酸)·나프텐산(酸) 등의 금속염의 총칭이고, 좁은 뜻으로는 주로 세정(洗淨)에 사용되는 고급지방산의 수용성(水溶性) 알칼리 금속염.

지방산으로는 카프로산에서 베헨산까지를 사용하고, 알칼리는 일반적으로 나트륨과 칼륨이지만 암모니아·에탄올아민이나 구아니딘과 같은 유기염기(有機鹽基)도 있는데, 알칼리금속염 및 이들의 유기염기만이 물과 임의의 비율로 녹으므로 세정용으로서 사용할 수 있다. 위에서 말한 것 외의 금속염은 대부분 물에 잘 녹지 않아 금속 비누라 하여 구별한다.

비누의 성질

비누는 원료유지를 수산화 알칼리(苛性 알칼리)로 비누화하든가, 적당한 방법으로 얻은 지방산을 알칼리로 중화시켜 만든다. 알칼리비누의 주체는 소비량으로 보아 나트륨염인데, 소다비누 또는 경성(硬性)비누라고 하며, 칼륨염은 칼륨비누 또는 연성(軟性)비누라 한다. 알칼리비누(이하 비누라고 하면 알칼리비누를 말한다)는 무수(無水) 상태에서는 일반적으로 에탄올 이외의 유기용제(有機溶劑)에는 잘 녹지 않으나, 함수(含水)비누는 벤진·크레졸 등에 녹는 것도 있다. 비누는 함수량, 대기의 상대습도, 온도 등에 따라 습기를 흡수하기도 하고 건조하기도 한다. 이 성질은 구성 지방산의 종류에 따라 현저하게 다른데, 일반적으로 저급(低級) 지방산과 불포화 지방산인 경우와 칼륨염인 경우에 습기를 흡수하기 쉽다. 비누는 수용액 속에서 농도가 낮으면 분자상태로 분산되어 있으나, 농도가 높아지면 분자와 회합하여 미셀을 형성하고 콜로이드와 같은 행동을 한다.

미셀을 형성하기 시작하는 농도를 임계(臨界) 미셀 농도라고 하는데, 비누 분자의 종류·온도·공존물 등에 따라 약간 변동한다. 비누는 물 속에서 가수분해하며 용액의 pH는 일반적으로 9가 넘는다. 수용액에 알칼리나 알칼리염을 가하면 비누분이 위층으로 분리된다. 이 조작을 염석이라 하며, 경성비누의 제조공정상 중요하다. 또, 비누 분자는 이 친수기(親水基)와 소수기(疎水基)를 동시에 가지고 있기 때문에 큰 계면활성(界面活性)을 지니며, 전형적인 계면활성제로서 기포성(起泡性)·에멀션화[乳化] 및 큰 세정 작용을 가진다.

비누의 원료유지는 우지·야자유·팜유·팜핵유(核油)·미강유(米糠油)를 주로 하며, 이 밖에 콩기름·면실유·케이폭유·땅콩기름·피마자유·어유(魚油)에서 얻는 경화유·각종 지방산 등이 사용된다. 경성비누에는 고체지방과 불건성유(不乾性油)가, 연성비누에는 반건성유를 일부 배합한 건성유를 사용한다. 비누는 실용상 굳기·용해성·기포성·영석성·세척력·보존성(곧, 변화 부패에 대한 안정성) 등을 고려하여 제조되는데, 이들 성질은 원료유지를 구성하는 지방산에 따라 다르다.

비누의 세척작용

(1) 비누의 제법 : 유지에 수산화나트륨을 넣고 가열 ▶비누 화 반응

① 유지 + NaOH(KOH) ⇸ 고급지방산 염(비누) + 글리세린(R-COO)3

C3H5 + 3NaOH → 3RCOONa(비누) + C3H5(OH)3

※ 염석 : 글리세린은 소금을 가하여 침전시켜 제거함.

② 비누화 값 : 유지 1g을 비누화 하는데 필요한 KOH의 mg수

※ 비누화 값이 큰 유지 : 분자량이 작은 저급 지방산의 에스테르

(2) 비누의 구조와 성질

(가) 비누의 구조 : 소수성기(친유기 R=CnH2n+1) + 친수기(-COONa)

① 소수성기(R=CnH2n+1) : 물과 친화력이 약함, 때(기름+먼지)와 친화력 강함.

② 친수기(-COONa) : 물과 친화력이 커서 물과 잘 섞임.

③ 비누는 카르복시산의 나트륨 염 ⇸ 약염기 성

(나) 비누의 성질

① 센물(Ca+2, Mg+2을 포함)에서는 물에 불용성인 금속 염을 생성.▶세척작용 약함.

2RCOONa + Ca+2(Mg+2) → (RCOO)2

Ca (금속비누) + 2Na+

② 수용액이 알칼리성 ⇸ 동물성 섬유를 상하게 함.

※ 동물성 섬유의 성분은 단백질 ▶ 염기에 용해.

(3) 비누의 세척 과정

① 미셀(micell) : 비누가 물에 녹아 소수성기는 안쪽, 친수기는 바깥쪽으로 배 열 공 모양을 만듦.

② 비눗물에 때묻은 옷을 넣으면 비누의 소수성부분이 오물에 침투 섬유와 오물을 분리시킴(때의 표면장력이 약해짐) ▶ 오물은 비누에 둘러싸여 작은 입자로 쪼개져 물 속에 분산

(유화작용) 분리됨

③ 유화작용 : 물과 기름처럼 섞이지 않는 두 액체를 섞이게 하는 작용

때의 표면장력이 약해져 ▶ 물에 분산되는 현상      [출처]비누의 세척작용|작성자하울