DETERGENȚII (detergenții) sunt substanțe care sporesc acțiunea detergentului de apă. Primii detergenți au fost săpunurile obținute din substanțe care apar în mod natural. Dar acum, detergenții sunt de obicei înțeleși ca substanțe sintetice care sunt similare în efectul de spălare cu săpun. detergenți sintetici sunt utilizate în viața de zi cu zi, în industrie, acestea sunt utilizate pentru textile de înălbire, în vopsitorie și dimensionarea țesăturilor, în etapele de curățare și de corodare a metalelor, pentru sterilizarea echipamentelor în industria alimentară și în producția de produse cosmetice.
Cele mai comune detergenți sintetici sunt sulfonații de sodiu. Există numeroase soiuri, care diferă în proprietățile lor. În scopuri speciale, se folosesc și alte conexiuni.
Utilizarea săpunului este întotdeauna complicată dacă apa este grea. Când se spală, trebuie să-și petreacă o mulțime de săpun pentru a obține un sentiment de "săpun". Aceasta se explică prin prezența în apă a sărurilor, cum ar fi bicarbonatul de calciu, care reacționează cu săpunul pentru a forma compuși insolubili. Numai după ce sărurile dizolvate sunt eliminate prin reacția cu săpun, adăugarea de cantități suplimentare de săpun duce la manifestarea proprietăților detergenților. Dacă după spălarea cu o lavetă de spălare cu săpun în apă tare precipită un "săpun de calciu" insolubil și dificil de îndepărtat, ceea ce îi strică aspectul. Prin urmare, în zonele cu apă tare în rufe trebuie să instalați echipament pentru dedurizarea apei.
Marele avantaj al aproape toți detergenții înainte de săpun este că, în apă grea, acestea nu sunt mai rele decât ușoară. Producerea de detergenți sintetici concepute pentru industria textilă, a început în principal în Germania, și detergenți sintetici în scopuri domestice - în Statele Unite, la scurt timp după al doilea război mondial, iar vânzările lor au crescut foarte rapid, iar în 1953 a egalat valoarea vânzării de săpun, și apoi a depășit rapid l.
Detergenți pentru spălare și uz casnic. Detergenții disponibili în comerț sunt rareori substanțe pure. Ele conțin, de obicei, alte componente, cum ar fi emolienții și înălbitorii de apă, care sporesc eficacitatea acestora.
O bucată de "săpun" pentru spălarea feței și a mâinilor poate fi într-adevăr săpun, și poate un detergent sintetic sau o combinație a celor două. Pentru a spăla vasele, detergenții relativ ușori sunt destinați, deoarece în acest mod trebuie să vă scufundați mâinile în soluția de curățare. În mașina de spălat vase, puteți utiliza mijloace mai puternice. Pentru a spori efectul detergenților se aplică o varietate de fosfați, silicați și borați.
În detergenții pentru spălarea hainelor, în plus față de detergentul însuși, se utilizează încă două tipuri de substanțe. Unele dintre ele - înălbitori - oxidează și astfel distrug unele tipuri de poluanți și substanțe colorante. Un oxidant clasic în aceste scopuri este clorul. Pulberile moderne de detergent utilizează înălbitori mai selectivi pe bază de brom, peroxiborat (adesea numit perborat) și monoperoxisulfat.
Altele - așa-numitele amplificatoare de albire sau clarificatoare - fac spălătorie spălate literal "mai alb decât alb". Se știe că obiectul este complet alb, dacă reflectă toată lumina care cade pe el. Prin urmare, la pulberile de spălare se adaugă un "colorant incolor", care nu numai că oferă o reflectare completă a luminii vizibile, ci și o conversie parțială a luminii ultraviolete (invizibile) în alb sau albastru. Ca rezultat, țesătura devine "alb strălucitor".
Pentru a îndepărta murdăria de la chiuveta de bucătărie, se folosește și pulberea de detergent. Acesta conține detergenți puternici, înălbitori și materiale abrazive. Pentru curățarea vaselor neacoperite cu teflon se utilizează pulberi de detergent cu abrazivitate scăzută. Amestecurile deosebit de eficiente conținând alcalii puternice sunt destinate îndepărtării fumului în cuptoare.
Apa tare creează probleme grave la spălarea părului. În acest caz, detergenții sintetici de sulfat de tip sulfat - C12H25 OSO3 Na, care spală grăsimile naturale sunt utile.
Acțiunea detergenților. Sapunul a fost cunoscut de mii de ani, dar relativ recent chimistii au inteles de ce are proprietati de detergent. Mecanismul de eliminare a murdăriei este, în esență, același pentru detergenții sapun și sintetic. Luați în considerare exemplul sării de masă, săpunului convențional și alchilbenzensulfonatului de sodiu, unul dintre primii detergenți sintetici.
Când se dizolvă în apă, clorura de sodiu se disociază în ioni de sodiu încărcați pozitiv și ioni de clor încărcați negativ. Sapun, adică stearat de sodiu (I), o substanță asemănătoare cu aceasta, precum și alchil benzen sulfonat de sodiu (II) se comportă similar: ei formează încărcat pozitiv ioni de sodiu, dar ionii negativi, în contrast cu ionul clorură, compusă din aproximativ cincizeci de atomi.
Sapunul (I) poate fi reprezentat de formula Na + și C17H35COO-. unde 17 atomi de carbon cu atomi de hidrogen atașați la ele sunt alungiți într-un lanț meandering. Alchilbenzensulfonatul de sodiu (Na + C12H25C6H4SO3-) are aproximativ același număr de atomi de carbon și hidrogen. Cu toate acestea, acestea nu sunt situate sub forma unui lanț meandering, ca în săpun, ci sub forma unei structuri ramificate. Semnificația acestei distincții va deveni mai clară mai târziu. Pentru acțiunea detergenților, este important ca partea hidrocarbonată a ionului negativ să fie insolubilă în apă. Cu toate acestea, este solubil în grăsimi și uleiuri și datorită grăsimii, murdăria se lipsește de lucruri; iar dacă suprafața este complet curățată de grăsime, murdăria nu rămâne pe ea.
Așa cum se arată în figură, ionii negativi (anii) de săpun și alchilbenzen sulfonat tind să se concentreze asupra interfeței dintre apă și grăsime. Capătul încărcat cu apă, negativ, rămâne în apă, în timp ce porțiunea de hidrocarbură este imersată în grăsime. Pentru ca interfața să fie cea mai mare, grăsimea ar trebui să fie prezentă sub formă de picături mici. Ca rezultat, se formează o emulsie - o suspensie de picături de grăsime (ulei) în apă (III).
Dacă pe o suprafață solidă există un film de grăsime, atunci după contactul cu apă conținând detergent, grăsimea părăsește suprafața și trece în apă sub formă de picături minute. Anionii de săpun și de alchilbenzensulfonat sunt la un capăt în apă, iar alții în grăsimi. Mizeria reținută de pelicula de grăsime este îndepărtată atunci când se clătește. Astfel, într-o formă simplificată, vă puteți imagina efectul detergenților.
Orice substanță care este predispusă a fi colectată la interfața ulei-apă este numită agent tensioactiv. Toți surfactanții sunt emulgatori, deoarece promovează formarea unei emulsii ulei-în-apă, i. E. "Amestecarea" uleiului și a apei; toate au proprietăți de detergent și formează o spumă - după ce toată spuma este ca o emulsie de bule de aer în apă. Dar nu toate aceste proprietăți sunt exprimate în ele în mod egal. Există agenți tensioactivi care formează abundent spumă, dar sunt detergenți ușori; există, de asemenea, cele care aproape nu spumează, ci sunt detergenți minunați. Detergenții sintetici sunt agenți tensioactivi sintetici cu detergenți deosebit de înalți. În industrie, termenul "detergent sintetic" se referă în general la o compoziție care cuprinde o componentă activă de suprafață, înălbitori și alți aditivi.
Sapun, alchilbenzensulfonați și mulți alți detergenți, în care anionul se dizolvă în grăsimi, se numește anionic. Există, de asemenea, agenți tensioactivi în care cationul este solubil în grăsimi. Ele sunt numite cationice. Un detergent tipic cationic, clorura de alchil dimetilbenzilamoniu (IV)
este o sare cuaternară de amoniu care conține azot legat la patru grupe. Anionul de clor rămâne întotdeauna în apă, așa că se numește hidrofil; Grupările de hidrocarburi asociate cu azot încărcat pozitiv sunt lipofile. Una dintre aceste grupări, C14H29, este similară cu o catenă lungă de hidrocarburi în săpun și alchilbenzensulfonat, dar este atașată la un ion pozitiv. Astfel de substanțe se numesc "săpun invers". Unele dintre detergenții cationici au un puternic efect antimicrobian; ele sunt utilizate în detergenți destinați nu numai spălării, ci și dezinfecției. Cu toate acestea, dacă provoacă iritarea ochilor, atunci când este utilizată în formulări de aerosoli, această circumstanță trebuie reflectată în instrucțiunile de pe etichetă.
Un alt tip de detergent este detergenții neionici. grup liposolubile în detergent (V) reprezintă un tip de grupe liposolubile în alchilbenzen sulfonat și săpunuri, iar reziduul - este un lanț lung, care cuprinde o pluralitate de atomi de oxigen și grupe OH, la capătul căruia sunt hidrofile. De regulă, detergenții sintetici neionici prezintă o mare detergență, dar formează o spumă slab.
La sfârșitul anilor 1950 a fost descoperit un fenomen neașteptat și neplăcut. În multe comunități industriale, sistemul de canalizare a devenit recirculat cu spumă. Nori de spumă murdară încărcată deasupra scurgerilor, vântul purta fulgi de spumă în jurul cartierului. Aceasta a reprezentat un pericol pentru sănătate, deoarece spuma din canalizare ar putea fi o sursă de infecție. În plus, în multe țări (în SUA - în special pe Long Island) sa întâmplat ceva cu apa subterană utilizată pentru alimentarea cu apă: apa de la robinet a devenit spumă. Era evident că motivul pentru detergenții sintetici: după 1953 au început să cumpere mai mult decât săpun. Dar întrebarea a rămas: de ce nu sa întâmplat așa ceva în trecut?
Solurile bacteriene au fost găsite capabile să "diguleze" moleculele de săpun, dar detergenții sintetici nu au putut fi metabolizați de bacterii. Partea lipofilă a moleculei de săpun (I) este un lanț neramificat de atomi de carbon, fiecare legat de numai doi atomi de carbon vecini. Și în alchilbenzensulfonatul de sodiu (II), partea lipofilă are un lanț ramificat de atomi de carbon. Acest lucru nu împiedică spălarea, dar în grăsimile naturale, din care se face săpun, această structură nu are loc. Prin urmare, bacteriile nu s-au putut descurca. Problema a fost rezolvată prin înlocuirea catenei ramificate în alchilbenzen sulfonat cu ne-fragmentat. Un astfel de detergent (VI) este biodegradabil, i. E. este defalcat de microorganisme. Prin structura sa, este destul de aproape de lanțul liniar de săpun, iar bacteriile se pot descurca. Astfel, alchil benzen sulfonatul liniar a ajutat la rezolvarea unei probleme neplăcute.
Cele mai recente progrese în dezvoltarea detergenților pentru spălare sunt asociate cu utilizarea enzimelor. Enzimele sunt substanțe produse de organisme vii care sunt capabile să catalizeze reacțiile biochimice, adică ele accelerează reacția, dar ei înșiși nu se schimbă. Anumite enzime catalizează reacții similare cu cele care sunt în digestie a alimentelor, astfel încât acestea sunt foarte eficiente pentru a îndepărta petele de iarbă, ouă, lapte, ciocolată, produse alimentare și sosuri pentru copii. Enzimele utilizate în detergenți sunt inofensive și sunt utilizate în cantități foarte mici.
La sfârșitul anilor 1960 și începutul anilor 1970 a apărut o nouă problemă, parțial legată de utilizarea pe scară largă a detergenților. Este vorba de eutrofizarea sau de îmbătrânirea lacurilor. Eutrofizarea este de obicei menționată ca poluare a mediului, deși acest proces este natural. Când sub poluarea mediului înțelege emisia în substanțe de apă, sol sau aer dăunătoare pentru viața plantelor și animalelor, eutrofizarea, dimpotrivă, determină acumularea excesivă de substanțe necesare vieții, cum ar fi nitrați și fosfați. Fosfații utilizați în detergenți sunt implicați în nutriția plantelor. Atunci când apelor uzate bogate în fosfați intră în lac, începe creșterea accelerată a algelor și a altor plante acvatice. În acest caz, oxigenul este consumat, dizolvat în iaz. Lacul "sufocă", iar din cauza lipsei de oxigen peștele poate să piară. Deșeurile din viața umană și animală contribuie, de asemenea, la eutrofizarea corpurilor de apă. Principala contribuție este reprezentată de îngrășămintele spălate de pe terenurile agricole.
Detergenții nu sunt singura sursă de fosfați în lacuri și fosfați - nu sunt singura cauza de eutrofizare, cu toate acestea, eforturile sunt în curs de desfășurare pentru a înlocui fosfaților în detergenți, în special, nitrilotiracetat.
Nevolin F.V. Chimia și tehnologia detergenților sintetici. M. 1971
Bukhshtab Z.I. Tehnologia detergenților sintetici. M. 1988
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: