Laboratorio di chimica organica: preparazione del sapone

La reazione di saponificazione prevede una reazione di idrolisi alcalina con basi forti come NaOH o KOH.

Per la preparazione del sapone solido è previsto l'uso di NaOH.

Materiale

Tabella uso pratico per fare saponette da 100 g con olio di oliva
per ottenere	g di olio d'oliva	g di acqua	g di NaOH	mL olio esseniale	N° alunni nel gruppo
100 g sapone	70	21	9,3	2-3 gocce	1 alunno
300 g sapone	210	63	27,9	alcune gocce	3 alunni
400 g sapone	280	84	37,2	alcune gocce	4 alunni
500 g sapone	350	105	46,5	2 mL	5 alunni
2600 g sapone	1820 (=1987 L)	780	345	10 mL	26 alunni
1900 g sapone	1330 (=1452L)				19 alunni

Questa tabella considera il fatto di mettere un po' più olio rispetto alla soda caustica (+5%) onde evitare problemi (cosiddetto "sconto" o "super-fat")
Indicativamente, se si usano gli stampini di silicone da 112 mL (100 g) servono le quantità indicate in tabella (viene fuori una saponetta per alunno)

in questa tabella l'acqua è calcolata al 30% rispetto alla massa dell'olio (altri calcolatori propongono una percentuale compresa tra 33 e 38%);

Calcolatori

Esistono siti che aiutano a calcolare le quantità da usare, come questo: http://www.soapcalc.net/calc/soapcalcwp.asp, o questo http://www.thesoapcalculator.com/, oppure app per smartphone come "Saponify soap Calculator"

Ci sono anche "tabelle di saponificazione" che mostrano la % in massa di idrossido da usare rispetto alla quantità di olio, qui sotto si riporta una tabella parziale (tabella completa). In queste tabelle non è considerato lo "sconto" o cosiddetto "super-fat", cioè il fatto di mettere un po' più olio rispetto all'idrossido per sicurezza.

TABELLA DI SAPONIFICAZIONE
100 g di olio di ...	g di NaOH	g di KOH	note
oliva	13,4	19,0
girasole	13,4	19,1
mais	13,6	19,0
palma (seme)	14,1	19,8	rende più schiumoso
ricino	12,8	18,1	rende più schiumoso
cocco	19,0	25,8	rende più schiumoso

Strumentazione per ciascun gruppo di lavoro

piastra riscaldante;
bilancia;
becher grande (es. 6-800 mL) per pesare l'olio e scaldarlo sulla piastra (in questo contenitore verrà poi fatto il sapone)
becher più piccolo (es. 200 mL) per pesare l'acqua e poi fare la soluzione con l'idrossido di sodio
becher piccolino (es. 100 mL) per pesare la soda caustica (idrossido di sodio)
spatole di acciaio e/o in silicone;
mixer elettrico (tipo minipimer)
bacchetta di vetro;
termometri (due per gruppo, uno per misurare la temperatura dell'olio, uno per la soluzione acqua/soda caustica);
stampini in plastica, silicone, tetrapack o altri contenitori idonei a contenere il sapone (non alluminio)

Sicurezza

Utilizzo di camice, occhialini, guanti e mascherina

Procedimento

Dopo aver indossato le dotazioni di sicurezza:

assicurarsi che lo stampo sia pronto e del volume adeguato
accendere la piastra riscaldante (per dopo)
pesare la soda caustica nel becher più piccolo
pesare l'olio nel becher grande
pesare l'acqua nel becher medio
versare le scaglie di idrossido di sodio nel becher con l'acqua e mescolare con la bacchetta; la reazione è esotermica, lasciare raffreddare fino a 45 °C (se si usano quantità piccole forse qualcosa in più tenendo conto di un più rapido raffreddamento)
mettere a riscaldare l'olio sulla piastra riscaldante, mescolando continuamente, e tenere controllata la temperatura, deve arrivare a 45 °C.
versare la soluzione di NaOH nel contenitore dell'olio (non sulla piastra riscaldante)
frullare col minipimer fino a che non si forma il "nastro", una specie di consistenza cremosa che rimane un po' in superficie
aggiungere, se si vuole, qualche goccia di olio essenziale profumato e mescolare con la spatola di silicone
versare il sapone ottenuto nello stampino precedentemente predisposto
fare riposare un giorno (non al freddo)
tirare fuori dallo stampino il sapone (se necessario tagliarlo nelle forme desiderate)
avvolgere ciascuna saponetta in un po' di carta (es. di giornale) e lasciarlo maturare almeno due mesi, girando le saponette ogni tanto
questo tipo di sapone non farà schiuma, ma piuttosto una crema