Il sapone sembra un oggetto semplice ma ha una struttura molto complessa, più complessa di quella dei cristalli o dei corpi solidi.
Possiamo rappresentare schematicamente un sapone come costituito da due fasi distinte: una fase solubile ed una fase insolubile. Queste due fasi non sono nettamente separate entro il sapone bensì coesistono intimamente mescolate e conferiscono al sapone le sue caratteristiche.
Si possono osservare al microscopio elettronico, mentre ad occhio nudo esse non sono percepibili.
La fase solubile, della quale parleremo più dettagliatamente di seguito quando parleremo di gel, ha una struttura simile a quella dei cristalli liquidi: essa consiste di aggregati ordinati di molecole di sali di sapone aventi forme diverse (lamellare, come nei saponi artigianali, oppure esagonale o a bastoncino, come nei saponi industriali). Questi aggregati ordinati di molecole di sapone sono circondati da molecole d’acqua e contengono i sali più solubili del sapone (in primo luogo la miscela eutettica, poi il ricinoleato di sodio, i sali saturi a catena corta e parte di linoleato e linolenato di sodio) oltre alla glicerina, agli acidi grassi liberi non reagiti ed a eventuali sali disciolti, in particolar modo il cloruro di sodio.
La fase solubile non è fissa bensì può muoversi, anche se di poco, e quindi la sua presenza nel sapone gli conferisce maggiore morbidità.
La fase insolubile invece è costituita da cristalli di sali di sapone insolubili, in particolar modo i sali saturi di sapone a catena lunga, una piccola parte di laurato di sodio che non è entrato a far parte della miscela eutettica e da tutti quei sali che non hanno avuto modo di entrare a far parte della fase solubile, diciamo per mancanza di spazio. Maggiore è la quantità di fase insolubile di un sapone maggiore sarà quindi la sua durezza.
Esaminiamo ora rapidamente come influiscono alcuni parametri o sostanze sulle due fasi del sapone.
TEMPERATURA : quanto maggiore è la temperatura tanto maggiore è la solubilità del sapone in acqua e quindi tanto maggiore sarà la fase solubile. La conseguenza è quindi che col crescere della temperatura il sapone diventa più morbido.
QUANTITA’ D’ACQUA NEL SAPONE : se c’è più acqua disponibile una maggiore quantità di sapone riuscirà a sciogliersi al suo interno aumentando la fase solubile. Inoltre la maggior quantità di acqua contribuirà essa stessa ad accrescere il volume della fase solubile e quindi il sapone risulterà più morbido.
PRESENZA DI SALE NEL SAPONE : il cloruro di sodio è un forte elettrolita, cioè si scinde completamente nei due ioni che lo compongono, il sodio Na+ ed il cloro Cl-, ambedue dotati di forte carica elettrica. Questi due ioni si dispongono nella fase solubile del sapone, espellendo, per via della loro forte carica elettrica, parte dei sali di sapone verso la fase insolubile. La conseguenza quindi della presenza di sale nel sapone è un rapido incremento della sua durezza e contemporaneamente la diminuzione della sua solubilità, legata alla quantità di fase solubile.
CONTENUTO DI OLIO DI COCCO (o di altri grassi laurici) : col crescere nel sapone del contenuto di olio di cocco, o di altri grassi laurici, cresce la quantità di miscela eutettica che si forma con l’oleato disponibile e quindi aumenta la quantità di fase solubile, col risultato di avere un sapone più solubile e più morbido. Quando tutto l’oleato disponibile è però saturato dal laurato derivante dall’olio di cocco, se si aumenta la quantità di olio di cocco nel sapone il laurato eccedente finisce tutto nella fase insolubile con un repentino aumento della durezza del sapone. Per questo motivo un sapone di solo olio di cocco è duro, mentre un sapone di cocco ed oliva, ad esempio, è morbido.
GLICERINA : nel sapone fatto artigianalmente la glicerina prodotta dalla reazione, con le tecniche ad impasto, resta inglobata tutta nel sapone in quantitativi dal 7 all’8%. La glicerina è molto solubile in acqua e quindi tende a saturare la capacità di quest’ultima di dissolvere sali di sapone. Quindi la presenza di glicerina naturalmente prodotta nel sapone artigianale in qualche modo ne diminuisce la solubilità e ne incrementa la durezza. Se poi si aggiunge alla miscela reagente altra glicerina l’effetto è ancora peggiorativo: sapone meno solubile e più duro.
ACIDI GRASSI LIBERI : se restano nel sapone acidi grassi liberi non reagiti, questi acidi grassi liberi si attaccano alla parte lipofila delle molecole di sale di sapone all’interno della fase solubile e condizionano la formazione di una particolare struttura lamellare piana che è caratteristica dei saponi artigianali e che sarà descritta e studiata quando parleremo di gel. La conseguenza derivante dalla presenza di questi acidi grassi liberi è una maggiore morbidezza del sapone.
Probabilmente analogo tipo di contributo danno gli oli essenziali aggiunti al sapone per profumarlo, anche se la composizione chimicamente più varia degli oli essenziali rispetto agli acidi grassi non consente una predizione così chiara del risultato della loro presenza nel sapone. Non hanno infine alcun impatto sulle fasi del sapone eventuali sostanze inerti aggiunte al sapone (amidi, farine, coloranti, argille ecc.) che si distribuiscono omogeneamente in ambedue le fasi del sapone.