Saponificazione
Lasaponificazioneè il processo di idrolisi di un estere trattato conidrossididimetalli alcalinie successivamente con acidi, con conseguente formazione di unacido carbossilico(o di unanione carbossilato) e di unalcol.Solitamente si impiega l'idrossido di sodio(o soda caustica,NaOH), oppure l'idrossido di potassio(KOH), in base alla consistenza finale desiderata, con untriglicerideper produrre il corrispettivosalesodico (carbossilato,più propriamente). Assieme al sapone, i tradizionali processi di saponificazione produconoglicerolo. Si definiscono “saponificabili” tutte le sostanze convertibili in sapone. A quest'ultimo si possono aggiungere additivi per conferirgli particolari caratteristiche (ad esempio sabbia e pomice per renderlo abrasivo).[1]
Saponificazione dei trigliceridi
[modifica|modifica wikitesto]Gli oli vegetali e i grassi animali sono le principali sostanze solitamente saponificate. Questi materiali oleosi, chiamatitrigliceridi,sono miscugli di diversi acidi grassi. I trigliceridi possono essere convertiti in saponi con due diversi processi. Il processo tradizionale avviene in un passaggio: il trigliceride è trattato con una base forte (ad esempio NaOH), che accelera la scissione dei legami carbonilici e producegliceroloe il sale dell'acido grassocostituente. Questo è il metodo più largamente utilizzato a livello industriale per la produzione di glicerolo. Se necessario, i saponi possono essereprecipitatiper “salting out”con unasoluzione saturadicloruro di sodio.Ilnumero di saponificazioneè la quantità di base richiesta per saponificare un campione di grasso. Per la produzione di sapone, i trigliceridi sono opportunamente purificati, ma la saponificazione include anche altre idrolisi basiche di trigliceridi non puri, come ad esempio la conversione deilipididi un cadavere inadipocera.Questo processo è più comune in corpi dove la quantità ditessuto adiposoè maggiore, non aggrediti da agenti decompositori e sepolti in terreni particolarmente alcalini.
Meccanismo dell'idrolisi basica
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Il meccanismo di lisi degli esteri prevede una serie direazioni di equilibrio.[2]L'anione idrossido si addiziona ( “attacca” ) al gruppo carbonilico dell'estere. L'intermedio di reazione si chiama ortoestere:
L'espulsione dell'alcossido genera un acido carbossilico:
L'alcossido è una base più forte della base coniugata dell'acido carbossilico, quindi il trasferimento delprotoneè favorito:
Nella classica procedura di laboratorio, il trigliceridetrimiristinaè ottenuto per estrazione dallanoce moscataconetere dietilico.[3]La saponificazione dell'acido miristicosi verifica con NaOH in acqua. L'acido stesso può essere ottenuto aggiungendoHCldiluito all'estratto.[4]
Idrolisi a vapore
[modifica|modifica wikitesto]I trigliceridi possono anche essere saponificati con un processo a due stadi che parte dall'idrolisi a vapore del triestere. Questo trattamento produce l'acido carbossilico, e non il suo sale, oltre al glicerolo. Successivamente l'acido grasso viene neutralizzato con una base per avere il sapone. Il vantaggio del processo a due stadi consiste nella possibile purificazione degli acidi così ottenuti in modo da migliorare la qualità del prodotto finito. L'idrolisi a vapore procede attraverso una meccanismo simile a quello esposto precedentemente e prevede l'attacco di molecole d'acqua (non di idrossido) sul centro del carbonile. La reazione è più lenta, perché richiede la produzione di vapore.
Applicazioni
[modifica|modifica wikitesto]La conoscenza della saponificazione è attinente a molti campi delle tecnologie e della vita di ogni giorno.
Saponi liquidi e solidi
[modifica|modifica wikitesto]A seconda del tipo di base utilizzata nella loro preparazione, i saponi acquistano proprietà differenti. L'idrossido di sodio(NaOH) genera saponi solidi, mentre se si impiegaidrossido di potassio(KOH), si formano saponi liquidi.
Grasso al litio
[modifica|modifica wikitesto]I derivati del 12-idrossistearato e del litio e molti altri acidi carbossilici sono importanti costituenti di grassi lubrificanti. Nello specifico, icarbossilatidi litio fungono da addensanti. Anche i “saponi complessi” sono piuttosto comuni, essendo combinazioni di saponi metallici, come saponi di litio e calcio.[5]
Estintori
[modifica|modifica wikitesto]Gli incendi di grassi di cottura e olii (classificati come classe K (USA) o F (Australia/ Europa / Asia)) bruciano a temperature maggiori di quelli causati da liquidi infiammabili, rendendo inefficace un normale estintore di classe B. I liquidi infiammabili hanno unpunto di fiammainferiore a 50 °C. L'olio alimentare è un liquido combustibile, in quanto ha un punto di infiammabilità superiore ai 50 gradi. Incendi del genere dovrebbero essere spenti con un estintore chimico. I dispositivi di questo tipo sono progettati per estinguere i grassi e gli oli di cottura attraverso la saponificazione. L'agente estinguente converte rapidamente la sostanza che sta bruciando in un sapone non-combustible. Questo processo èendotermico,cioè assorbe l'energia termicadall'ambiente circostante inibendo ulteriormente il fuoco.
La saponificazione e la conservazione dei beni culturali
[modifica|modifica wikitesto]Nel corso del tempo possono verificarsi fenomeni di saponificazione suidipinti a olio,causando danni visibili e deformazioni. Il substrato o gli strati di pittura dei quadri a olio contengono spesso metalli pesanti usati come pigmenti: il bianco di piombo, il minio e l'ossido di zinco sono fra i più diffusi. Se tali metalli reagiscono con gli acidi grassi liberi nella matrice oleosa che lega insieme i pigmenti, possono formarsi dei saponi nello strato di vernice che migrano verso la superficie del dipinto.[6]
La saponificazione dei dipinti a olio è stata descritta per la prima volta nel 1997.[7]Si crede sia un fenomeno diffuso, essendo stato osservato in molte opere databili fra il XV e il XX secolo di diversa origine geografica e su vari supporti, come ad esempio tela, carta, legno e rame. L'analisi chimica può rivelare principi di saponificazione negli strati più profondi di un dipinto prima ancora che ne appaiano i segni in superficie, anche in dipinti antichi di secoli.[8]
Le aree saponificate possono deformare la superficie del dipinto attraverso la formazione di grumi visibili o sporgenze che diffondono la luce. Questi grumi di sapone possono interessare solo alcune parti della tela oppure anche l'intera opera. Nel famosoRitratto di Madame XdiJohn Singer Sargent,per esempio, i coaguli appaiono solo sulle aree più scure e possono essere causati dall'uso di pennellate più grasse in quei punti, da parte dell'artista, per compensare la tendenza all'essiccazione dei pigmenti neri.[9]Il processo può anche formare depositi gessosi bianchi sulla superficie di un dipinto, una deformazione spesso descritta come "fioritura" o "efflorescenza", e può inoltre contribuire ad aumentare la trasparenza di alcuni strati di vernice nel corso del tempo.[10]
Il processo non è ancora pienamente compreso. La saponificazione non si verifica in tutti i quadri a olio contenenti i materiali noti per innescarla. Ancora non si conosce la causa né i fattori che ne determinano il peggioramento, di conseguenza non esiste ancora un modo per arrestare il processo.[11]Allo stato attuale, il ritocco è l'unico metodo di restauro possibile.
Note
[modifica|modifica wikitesto]- ^K. Schumann, K. Siekmann,Soaps,in:Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,2005, Wiley-VCH, Weinheim
- ^John McMurry,Organic Chemistry(2nd Edition).
- ^Organic Syntheses1:538Link
- ^Organic Syntheses1:379Link
- ^Thorsten Bartels et al.Lubricants and Lubrication,in:Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,2005, Weinheim.DOI:10.1002/14356007.a15 423
- ^Silvia A. Centeno and Dorothy Mahon,The Chemistry of Aging in Oil Paintings: Metal Soaps and Visual Changes.TheMetropolitan Museum of ArtBulletin, Summer 2009, pp. 12-19.
- ^Scoperta neiPaesi Bassida ricercatori che analizzavano il dipintoLezione di anatomia del dottor Tulp,diRembrandt,(1632). Vedi Centeno, p. 14.
- ^Centeno, p. 16.
- ^Centeno, pp. 12-13, 15.
- ^Centeno, pp. 16, 19.
- ^Centeno, p. 19.
Voci correlate
[modifica|modifica wikitesto]Altri progetti
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Wikizionariocontiene il lemma di dizionario «saponificazione»
Wikimedia Commonscontiene immagini o altri file susaponificazione
Collegamenti esterni
[modifica|modifica wikitesto]- (EN)saponification,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.
