製作天然柚香清潔劑／黎渝秀

星期五 , 2, 11 月 2018 編輯助理化學實驗室, 第28期/2018年11月留言功能已關閉

製作天然柚香清潔劑

黎渝秀

國立中央大學附屬中壢高級中學
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n 前言

108課綱籌備以來，「自然科學探究與實作」、「多元彈性選修」一直是新課綱的核心精神之一。民國九十六學年起，本校優質化校務經營計畫「從A至A⁺全面優質」願景下，課程多元創新的學園—在高二課程開設一節彈性選修，提供學生在高二選組後，可以再依自己的興趣加深加廣的學習；緣此，作者依自然組學生程度開設「化山論見」彈性選修。學生課前需熟知實驗原理和步驟，依此撰寫實驗流程圖（即實驗預報），課堂中讓學生親自動手實驗，觀察現象，發現問題，解決問題，進而提出自己的想法，並將所學化學知識與生活中用品結合。

在中秋節時期，市場上販賣很多的柚子，散發淡淡的柚子香ー除了果肉多汁美味外，丟棄的果皮是否可再利用？這門課的學生討論熱烈，於是立即上網搜尋：柚子皮可製作成零食，也可入菜，富含天然精油成分，可提煉成香味劑和化妝品，柚皮風乾就可驅蚊，泡在酒精一周，就能當防蚊液…等。經由討論後，我們決定製作天然柚香清潔劑。

n 文獻探討

1. 檸烯^[1]

(1) 薴烯，又稱檸烯（Limonene；俗稱檸檬油精），化學式為C₁₀H₁₆，其結構式如圖一所示。

(2) 它是一種環狀單萜烯，室溫下容易揮發，廣泛存在於各種柑橘屬果皮及香精油。

(3) 用途：溶劑、清洗劑、除膠劑、調香劑、生物燃料和殺蟲劑，可溶解發泡聚苯乙烯（保麗龍）

圖一：薴烯的結構式

2. 常見柑橘皮精油的含量及其主要成分^[2]

常見柑橘皮精油的含量及其主要成分，如表一所示。

表一：常見柑橘皮精油的含量及其主要成分

（資料來源：香氣分析：氣相層析法探討柑橘類精油成份組成）^[2]

3. 椰子油起泡劑^[1]

(1) 椰油醯胺丙基甜菜鹼（cocoamidopropyl betaine,CAPB）是由椰子油和二甲基氨基丙胺衍生的密切相關的有機化合物的混合物。

(2) CAPB是在一端含有長烴鏈和另一端含極性基團的脂肪酸醯胺，如圖二所示。這允許CAPB作為表面活性劑和洗滌劑。它是由四級銨陽離子和羧酸鹽組成的兩性離子。

圖二：椰油醯胺丙基甜菜鹼的結構式

(3) 用途：廣泛用於中高級洗頭水、沐浴液、洗手液、泡沫潔面劑等和家居洗滌劑配制中；是製備溫和嬰兒洗頭水、嬰兒沐浴液、嬰兒護膚產品的主要成分；在護髮和護膚配方中是一種優良的柔軟調理劑；還可用作洗滌劑、潤濕劑、增稠劑、抗靜電劑及殺菌劑等。

(4) 推薦用量：洗頭水和沐浴液中為3-10%；美容化妝品中為1-2%。

(5) 常見的幾種起泡劑都可以互相搭配做出各種膚感的清潔產品。

l 椰子油起泡劑和弱酸性起泡劑起泡效果較佳，但沒有滋潤功效，敏感性肌膚慎重選擇。

l 氨基酸起泡劑和無淚配方的兩性起泡劑最溫和，發泡效果亦十分顯著。

n 實驗架構圖^[3]

本實驗的概要步驟，如圖三所示。

圖三：本實驗的概要步驟圖

n 實驗器材

1. 公用器材（一組3人用量）：95%酒精350 mL、30%椰子油起泡劑350 mL、食鹽7.5 g、甘油（丙三醇）120 mL、紗布。

2. 自備器材（一組3人用量）：柚子皮4顆，刨刀一抜，玻璃瓶（附蓋子）1個，按壓瓶（保養品的空瓶亦可500mL）1個、燒杯（500 mL）2個、燒杯（或鐵盆，容量3 L）1個、磁石攪拌器（或打蛋攪拌器）。

n 實驗步驟

（一）萃取柚子精油

1. 準備材料A：約4顆的柚子皮量、1瓶95%藥用酒精、適量的蒸餾水、1個玻璃罐。

2. 將果皮像削絲瓜皮一樣逐一削下（只要綠色的皮、白色的部分不要）（見圖四左），將上列材料全部放入1個玻璃罐中，依比例（95%酒精：蒸餾水=1：1）^[5]或比例（95%酒精：蒸餾水=500：120）^[7]覆蓋柚子皮，浸泡二星期（淡黃色）（見圖四右）。

3. 將細紗布放在500 mL燒杯上方（可用橡皮筋固定），緩緩地將浸泡液倒入，取澄清浸泡液作為溶液A。（過濾的柚子皮渣，可以紗布包覆，置於廁所增加香氣和防蚊）

圖四：柚子果皮像削絲瓜皮（左）；萃取柚子精油（右）

（二）製作柚子清潔劑^[6]

1. 準備材料B：350 mL的30%椰子油起泡劑（液狀）、1380 mL的蒸餾水、120 mL的甘油、7.5 g的食鹽。【註1：若椰子油起泡劑為70%，則以3 L的燒杯，秤取約150 g，再加水至350 mL處，以磁石攪拌器加熱至全溶，若加熱過程中溶液水量減少，可適時加蒸餾水補足。】

2. 取150 mL的濾液A放置於3L燒杯內，分別加入7.5 g的食鹽、1380 mL的蒸餾水和120 mL的甘油（此時溶液混濁）（見圖五左）。【註2：蒸餾水可保留約380 mL，待加入甘油後，可用蒸餾水殘餘的甘油清洗至混合液中。】

3. 最後加入350 mL的30%椰子油起泡劑，混合攪拌即可完成（溶液瞬間澄清）（見圖五右）【註3：可依上述比例調整柚子清潔劑，沒有柚子皮可用橘子、檸檬、柳丁的果皮替代^{[8, 9]}。】。

圖五：70%椰子油起泡劑加水稀釋（左）；加入濾液A到材料B（右）

n 學生實驗流程圖

學生撰寫的實驗步驟以圖文並茂方式展現，以下舉例兩組的圖示。

l第一組流程圖

l第八組流程圖

n 實驗討論

Q1：為何需用酒精浸泡柚子皮？

答案：柚子皮中的主要成分為檸烯，為不飽和烴，它的極性不大。以酒精（乙醇）的極性不大，當萃取溶劑是因為可萃取檸烯，亦可與水互溶。

第2組
第6組

Q2：為何要加入食鹽？若不加食鹽是否還有其他替代物？

答案：利用NaCl食鹽等無機鹽類（電解質）來調整濃稠度，但NaCl也不可以加過量，否則整個稠度會垮掉。添加的NaCl是利用鹽類在水中會解離產生離子（NaCl→Na⁺+ Cl^‒），此離子可降低親水基間因電性相同所產生之排斥力，增加界面活性劑分子聚集之數目，使微胞（micelle）變得較大，因此流動性會降低，黏度會增大。然而當鹽類增加至某一程度時，會產生鹽析現象（salting out），使得界面活性劑分子析出，黏度下降，整個稠度會迅速降低。因此，在調整濃度時，還是需以界面活性的多寡，來調整所需NaCl的劑量。