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핸드크림 만들기

유분(기름성분)과 수분(물성분)을 섞어 크림화 시켜주는 유화제를 이용하여 직접 핸드크림을 만들어 봅시다.

[준비물] 글리세린, 수산화나트륨, 스테아르산, 스틱, 투명 크림 용기

물(증류수) 75ml, 500ml 비커 2개, 작은 비커 1개, 가열장치 2세트, 메스실린더, 온도계2개, 면장갑(도가니 집게)

[실험방법]

① 500ml 비커에 물(증류수) 75ml , 글리세린 10ml , 수산화나트륨을 혼합하여 80-85℃ 정도로 가열합니다.

☞온도 유지할 것, 끓으면 물이 증발하여 실험에 실패할 수 있습니다.

② 작은 비커에 스테아린산을 넣고 500ml 비커에 넣어 중탕가열 합니다.(80-85℃)

☞고체 스테아르산이 녹아 용액으로 됩니다.

③ 1번의 비커에 가열한 스테아린산을 흘려넣으면서 가능한 빠르고 오래 저어줍니다.

☞ 두 용액의 온도가 같아야 합니다.(80-85℃)

☞ 어떻게 되었나요? ______________________________________________________________________

④ 만들어진 크림을 손등에 발라 봅시다.

☞ 느낌은 어떤가요? _______________________________________________________________________

☞ 좀 뻑뻑하다고 느끼면 남은 글리세린을 더 넣고 저어주세요.

⑤ 포함된 투명 크림 용기에 덜어 보관합니다.

*실험 시 주의 사항*

1. 물과 글리세린, 수산화나트륨이 들어있는 용액이 끓게 되면 물이 증발하여 크림이 제대로 만들어지지 않습니다.

(온도 조절과 유지에 주의하세요).

2. 섞을 두 용액의 온도가 다르면 섞었을 때 크림화 되지 않거나, 크림속에 거친 물질이 남은 것처럼 느껴질 수 있습니다.

3. 크림 만들기에 사용하는 물은 깨끗한 물(증류수나 정수기물)을 사용하는 것이 좋습니다.

4. 스테아린산 중탕 가열시 비커가 뜨거워져 위험하므로 주의하세요.( 집게나 장갑 사용 )

[응용 활동]

1. 좋아하는 아로마 오일이 있다면 크림이 된 다음 넣고 저어줍니다.

2. 글리세린을 더 넣으면 좀더 부드러운 크림이 됩니다.

[확인 학습]

1. 각 재료들의 성질은 어떤지 친유성(기름성분)과 친수성(물성분)으로 구분하여 보세요.

2. 스테아린산은 무슨 역할을 했나요? 이런 역할을 하는 물질을 무엇이라 하나요?

3. 유화제를 어떤 곳에 활용할 수 있을지 생각해 봅시다.

[원리 학습]

지방유나 유랍(油蠟) 중의 하나와 물을 계면활성제(보통 유화제라 한다)로 유화(=크림화, 乳化)시켜 원료와 전혀 다른

품질형체로 만든 제품의 총칭입니다. 화장용 크림류(類)를 사용목적 및 내용원료로 대별하면, 유분이 많은 콜드, 즉 클린싱

타입의 유성 크림과 비교적 유분이 적은 배니싱 타입의 크림, 보통 중성 크림이라 불리며 애용되는, 양자의 중간에

해당되는 하이지닉 타입의 크림 등 3계통이 있습니다.

유화제(=에멀션화제)란 그 화학적 구조가 친수성과 친유성을 모두 가지고 있는 물질을 말하며 물과 기름처럼 서로 혼합되지 않는 두 액체를 에멀션(유탁액, 크림)으로 만드는 제 3의 물질을 말합니다. 일반적으로 계면활성제라고도 하고 우리가 먹는 식품의 유화제로는 설탕의 지방산에스테르 ․레시틴 ․아라비아고무 ․알긴산 ․난황(卵黃) ․젤라틴 등이 있습니다.

[느낀점]

실험 제목	핸드크림 만들기			실험 원리	유화제(계면활성제)의 이해
실험 시간	60분	실험 분야	화학	실험 방법	조별 실험(4인 1조)
세트구성물	글리세린, 수산화나트륨, 스테아린산, 나무스틱, 투명 크림 용기
교사준비물	조별 : 물(증류수), 500ml 비커 2개, 작은 비커 1개, 가열장치 2세트, 메스실린더, 온도계2개, 면장갑(도가니 집게)			학생준비물	가능하면 아로마 오일
실험 결과	만들어진 핸드크림을 크림용기에 담아 1개 가져갈 수 있습니다.
실험팁	TIP 1. 가열할 때 화재 및 화상에 주의하도록 지도하세요. TIP 2. 사용하는 물은 시판되는 먹는 물이나 증류수, 정수기물 등을 사용하도록 하십시오. TIP 3. 피부에 사용할 것이므로 모든 실험기구들을 깨끗이 씻어 실험하도록 지도하세요. TIP 4. 크림화 될 때의 온도가 중요하므로 두 용액 모두 약 80-85℃ 정도를 유지하도록 주의시키십시오. 또한 1번 비커의 용액(물 들어있는)은 끓으면 물이 증발하여 전체 용량이 적어지므로 크림화 되지 못할 수 있습니다.(결정이 생기기도 합니다.) 주의하세요. TIP 5. 만들어진 크림이 너무 뻑뻑하다고 느낀다면 글리세린을 더 넣어 그 정도를 조절하시면 됩니다. 아로마 오일을 넣어 향을 낼 수도 있습니다. TIP 6. 혹 피부가 예민하다면 부작용이 생길 수 있으므로 얼굴에는 바르지 못하도록 지도하세요.

■ 교사용 실험 자료실 ■

에멀션화제 [ emulsifying agent ]

서로 혼합하지 않는 두 종의 액체를 안정한 에멀션(유탁액)으로 만드는 제3의 물질.

유화제(乳化劑)라고도 한다. 일반적으로 한 분자 속에 친수성(親水性) 원자단과 친유성(親油性) 원자단의 양쪽을 가진 것이 많다. 예를 들면, 물과 기름의 경우에 물에 비누 또는 합성세제를 약간 녹여 두면 에멀션화가 잘 되며, 또 생성된 에멀션도 안정하여 장시간 유지된다. 이 경우의 비누 ․합성세제 등이 에멀션화제이다.

일반적으로 에멀션화제는 계면활성제이며, 에멀션에 O/W형, W/O형이 있듯이 에멀션화제에도 같은 두 형이 있다. O/W형에는 친수성이 강한, 즉 물에 잘 녹는 에멀션화제가 알맞으며, 알칼리비누 ․합성세제 ․단백질 ․식물고무 ․알긴산염 ․CMC(카르복시메틸셀룰로오스) ․사포닌 등이 있다. 또, W/O형에는 유성(油性)인 에멀션화제가 적합한데, 중금속비누 ․라놀린 ․로딘 ․레시틴 ․다가(多價)알코올의 지방산에스테르 등이 있다. 식품위생법에서 인정하고 있는 식품 에멀션화제에는 지방산모노글리세리드, 설탕의 지방산에스테르 ․레시틴 ․아라비아고무 ․알긴산 ․난황(卵黃) ․젤라틴 등이 사용된다.

에멀션 [ emulsion ]

두 액체를 혼합할 때 한쪽 액체가 미세한 입자로 되어 다른 액체 속에 분산해 있는 계(系).

이 액체의 가장 대표적인 예가 동물의 젖이기 때문에 유탁액(乳濁液)이라고도 한다. 일상생활에서 우유를 비롯하여 많은 예를 볼 수 있는데, 때로는 젤라틴과 같은 친수콜로이드로 보호된 콜로이드 분산계(分散系)를 분산질의 여하를 불문하고 에멀션이라 하기도 하고, 분산해 있는 입자가 콜로이드입자의 크기와 같은 유탁 콜로이드와 구별하지 않을 때도 있다. 물과 기름처럼 서로 용해하지 않는 두 액체를 흔들어서 섞으면 에멀션이 되지만 이것은 일반적으로 불안정하여 방치해 두면 다시 두 액상(液相)으로 갈라지는 경우가 많다. 이것을 안정시키려면 에멀션화제(化劑)를 가하는 것이 보통이다.

물과 기름에서 에멀션이 생기는 경우, 물 속에 기름이 분산한 O/W형 에멀션과, 기름 속에 물이 분산한 W/O형 에멀션이 있다. 이 두 형을 식별하는 데는 현미경에 에멀션을 한 방울 떨어뜨리고, 물 또는 기름을 한 방울 접촉시켜 물과 자유로이 섞이면 O/W형, 기름과 쉽게 섞이면 W/O형으로 한다.

스테아린산 [ stearic acid ]

탄소수 18의 포화 고급지방산

화학식 C18H36O2. 상온에서는 백색의 엽상(葉狀) 결정으로, 녹는점 7171.5℃, 응고점 69.4℃. 물에는 녹지 않으나, 유기용매(有機溶媒)에는 잘 녹는다. 글리세롤과의 에스테르로서 널리 동식물계의 유지(油脂)나 인지질(燐脂質)에 함유되어 있고 천연으로는 가장 다량으로 존재하는 지방산이다. 소나 양 등의 상온에서 고체인 지방에는 특히 함유량이 많고, 액체상태인 식물유에는 비교적 적다. 비누는 유지를 수산화나트륨으로 비누화하여 만드는데, 그 주성분은 스테아르산의 나트륨염이다. 또, 스테아르산과 팔미트산과의 혼합물은 양초의 제조, 연고 등의 약품, 화장품용 크림 등에도 대량으로 사용된다.