الكيمياء الصناعية والنسيجيةمقالات علمية

نبذة عن الصابون Soap

يمكن تعريف الصابون soap بأنه عبارة مادة منظفة تعمل على إزالة الأوساخ كالأصباغ والدهون من الجلد، الشعر، الثياب. وأي شيء آخر يمكن أن يحتاج إلى تنظيف. ناتجة عن تفاعل مادة قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم مع المواد الدسمة الطبيعية أو مع الحموض الدسمة. والصوابين هي عبارة عن أملاح تنتج عن تفاعل كيميائي يسمى التصبن (Saponification) وهو التفاعل بين مادة قلوية مثل هيدروكسيد الصوديوم مع مواد دهنية طبيعية أو حموض دسمة.

يمكنك الاطلاع أيضًا على:الكيمياء اليومية: كيف ينظف الصابون؟

تاريخ الصابون soap

يعود اكتشاف الصابون التاريخ المسجل. فقد يعود إلى ستة الاف سنة قبل الميلاد. حيث كشفت حفريات بابل القديمة نقوشاً عن كيفية صنع الصابون حوالي (2800) سنة قبل الميلاد. وكذلك الأمر بالنسبة للسجلات اللاحقة من مصر القديمة (1500) قبل الميلاد تصف كيف تم الجمع الزيوت الحيوانية والنباتية مع المواد القلوية لصنع الصابون.

وفقاً للإسطورة الرومانية، فإنّ كلمة الصابون (soap) جاءت من اسم الجبل (Sapo) حيث كان الناس يضحون حيواناتهم ويشعلون النار المقدسة بجانبها. ثم تأتي الأمطار التي تعمل على جرف الدهون الناتجة عن الحيوانات مع الرماد الناتج عن حرق الخشب لإشعال النار المقدسة. حيث وجد الناس لاحقاً أنّ هذا الخليط كان جيداً لتنظيف ملابسهم. لم يتغير هذا الخليط على مر العصور حتى منتصف القرن التاسع عشر حيث غدا الصابون سلعة تجارية يمكن أن تشتريه من محلات البقالة.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: الكيمياء اليومية: كيف ينظف الصابون؟

كيمياء الصابون soap

تمتلك جميع الصوابين التي تم إنتاجها صيغة عامة أساسية تتكون من رأس شاردي محب للماء “هيدروفيلي” (hydrophilic) وذيل هيدروكربوني كاره للماء “هيدروفوبي” (hydrophobic).

كما في الصيغة: (CH3 (CH)n CHCHCHCHCHCHCOO). وتختلف طول السلسلة الهيدروكربونية (n) اعتماداً على نوع الدهن أو الزيت المستخدم. أما الشحنة السالبة الموجودة على مجموعة الكربوكسيل (COO) فهي عادة ما يتم تعديلها بشاردة موجبة كشاردة الصوديوم أو البوتاسيوم.

تتم عملية التصبن (صناعة الصابون) عن طريق تسخين ثلاثي الغليسريد/الدهون الثلاثية (Triglycerides) الموجودة في الدهون أو الزيوت بوجود مادة ذات قلوية عالية كهيدروكسيد البوتاسيوم أو الصوديوم ليتكون ثلاث جزيئات من الصابون لكل جزيء واحد من الغليسيريد كما هو مبين في الشكل:

كلنا نعلم أنّ الماء من المذيبات الجيدة لكثير من المواد إلا أنّ قيمة التوتر السطحي المرتفع له يجعله ميّالاً إلى بقاء جزيئاته متلاصقة ببعضها البعض أكثر من ميلها لتبليل المواد الأخرى وهنا يأتي دور الصابون الذي يعتبر من المواد الفعالة سطحياً (Surfactants) والتي تعمل على خفض قيمة التوتر السطحي المرتفع للماء مما يعطي جزيئات الماء قدرة أكبر على تبليل المواد أو السطوح التي يصعب تبليلها أو حلها كالأوساخ والصباغ الزيتية.

تابع كيمياءالصابون الصابون soap

“الشبيه يَحلّ شبيهه” بدءاً من هذه القاعدة العامة يمكن فهم آلية عمل الصابون. كما مرّ معنا آنفاً أن الصابون يتكون من قسمين أحدهما كاره للماء –الذيل– فهو في المقابل محب للزيت (lipophilic) وبالتالي فسيتحد مع الدهون والشحوم الملتصقة على السطوح المراد تنظيفها. أما الجزء المتبقي فهو المحب للماء يبقى بعيداً عن الدهون (ليلتصق مع الماء لاحقاً) وكلما التصق عدد أكبر من جزيئات الصابون بجزيئات الدهون كلما كانت أكثر عزلة عما حولها لتشكل ما يسمى بالجسيم الغروي “ميسيلة” (micelles) معلقة ضمن المحلول. ومع عملية التحريك أو الحك المتواصل ستنفصل الجسيمات الغروية عن بعضها لتتبعثر في الماء مكونة مستحلب (emulsion) من الدهن المحاط بجزيئات الصابون المبعثرة في الماء ثم ومع عملية الشطف تتم ازالة هذه الجسيمات مع الماء.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: صناعة الصابون على البارد

بدائل الصابون soap

على الرغم من أهمية الصابون للاستخدام اليومي إلا أنه في بعض الأحيان تلعب الصابون دوراً عكسياً عند استخدام “الماء القاسي” الحاوي على شوارد الكالسيوم أو المغنيزيوم لأنّ أملاح المغنيزيوم أو الكالسيوم غير ذوابة في الماء وبالتالي فإنّ جزيئات الصابون ترتبط مع شوارد الكالسيوم أو المغنيزيوم وتترسب في المحلول دون ارتباطها بجسيمات الشحم أو الدهن المسببة لالتصاق الأوساخ على الأسطح. ومن هنا كان لابدّ من استبدال الصابون بمواد أكثر فاعلية كالمنظفات الصناعية الحاوية في تركيبها على مجموعات سلفونية (R-SO3) بدل من الرؤوس الكربوكسيلية في الصابون تمتاز بعدم تشكيل أملاح مترسبة مع كل من شوارد الكالسيوم والمغنزيوم بل تشكل أملاح حلولة بالماء.

استخدامات الصابون soap

من المعلوم أنّ الصابون يستخدم للتنظيف لما له من خواص مزيلة للدهون والكثير من الأوساخ والبقع المختلفة. ولكن للصوابين استخدامات أخرى غير متداولة بين الناس منها: بمزج أنواع محددة من الصابون مع الغازولين لانتاج النابالم الجيلاتيني القوام (gelatinous napalm) تستخدم هذه المادة في الحروب لامتيازها باشتعالها البطيء عند انفجارها أو حثها على الاشتعال. كما يمكن مزج بعض أنواع الصوابين مع الكحول لتكوين هلام يستخدم في أنواع من المواقد للتدفئة أو لطهي الطعام.

المصادر:

Brady, James E.; Russell, Joel W.; and Holum, John R. (2000). Chemistry: Matter and Its Changes, 3rd edition. New York: Wiley.

Dobberpuhl, DA. Soap. Chemistry Explained. Retrieved December 25, 2018, from http://www.chemistryexplained.com/Ru-Sp/Soap.html

الرسومات:

شفيق بحلاق

شارك هذه المادة!

ماهر شعار

درس ماهر الكيمياء الحيوية في جامعة حلب في سورية حتى نهاية السنة الثالثة. تابع دراسته للكيمياء في جامعة Binghamton في الولايات المتحدة الأميركية، حيث حصل على درجة البكالوريوس في الكيمياء الحيوية. شارك في العديد من الأبحاث العلمية. أسس مبادرة الكيمياء العربي مع بداية سنة 2013.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى