Синтетические моющие вещества

1. Синтетические моющие вещества

2. «Надо, надо умываться По утрам и вечерам А немытым трубочистам Стыд и срам!»

3. Происхождение мыла: У древних людей существовал обычай (он сохранился кое-где и теперь): готовясь к празднику, смазывать волосы растительным или животным жиром. А в связи с печальными событиями, в дни траура и горя, на голову сыпали золу. Очевидно, жир и зола смешались – и образуется довольно неприятного вида корка. Но если вытерпевшую столько невзгод голову опустить в воду и потереть, то не только зола и жир, но и вся другая грязь немедленно отмоется. Так случилось раз, другой. Люди заметили это. И, в конце концов, решили, что приготовлять такую моющую смесь гораздо удобнее в горшке, а не на своей голове. Но однажды посудина с жиром и золой оказалась у огня, разогрелась, смесь в ней закипела. Хозяйка, заметив это, испуганно отодвинула горшок. А когда горшок остыл, поддела пальцем комочек варева, окунула руки в воду, потерла ладонь о ладонь. На руках появились и чуть слышно зашелестели, лопаясь, белые пузырьки. Вода их смывала, а вместе с ними исчезла и грязь. Такими чистыми руки у древней хозяйки никогда не были. Это родилось мыло.

4. Зарождение гигиены: Согласно греческой мифологии у бога врачевания Асклепия были дочери Гигея и Панацея. Панацея персонифицировалась с исцелением, а Гигея – со здоровьем. От имени Гигея произошло слово «гигиена». Гигиенические мировоззрения греков и римлян составили основу античного культа тела.

5. Понятие мыло Мылом называют соли щелочных металлов и высших жирных кислот, преимущественно стеариновой CH3(CH2)16COOH, пальмитиновой CH3(CH2)14COOH, олеиновой CH(CH2)7COOH.

6. Получение мыла: Традиционно мыло получали расщеплением жиров щелочами, т. е. для получения мыла нужны жиры и щелочи – вещества, известные с древнейших времен. Гидроксид натрия (калия) можно получить обменной реакцией между гашеной известью и содой или поташом. CaCO 3 = CaO + CO2 CaO + H2O = Ca (OH)2

7. Современный способ получения В керамическом или стальном сосуде расплавте 70 грамм говяжьего и 30 грамм свиного жира, при перемешивании порциями добавьте раствор 25 грамм едкого натрия в 30 миллилитрах воды и грейте смесь 30 минут на кипящей водяной ванне, добавляя по мере испарения воду: C3H8O6R3 + 3NaOH = 3RCOONa жир мыло Добавте 100 миллилитров 20%-ного раствора хлорида натрия и, нагревая смесь, добейтесь появления пены. Снимите затвердевший при охлаждении слой мыла и осторожно промойте небольшим количеством холодной воды; завернув в ткань, отожмите, тщательно разомните и, подогрев, придайте желаемую форму.

8. Свойства мыла: • 1.Химические: • горение мыла в пламени спиртовки: • 2C17H35COONa + 5O2 = 35CO2 + 35H2O + Na2CO3 • - взаимодействие мыла с кислотами и солями: • RCOONa + HCI = RCOOH + NaCI • 2RCOONa + CuSO4 = (RCOO)2Cu + Na2SO4

9. Моющий эффект Моющий эффект обусловлен процессами, происходящими на поверхности раствора, где в связи со спецификой строения сосредоточены молекулы мыла (такие вещества называют поверхостно-активными – ПАВ). В воде мыла – растворимые соли – диссоциируют на ионы: RCOONa = RCOO– + Na+ Анион RCOO– состоит из: протяженного гидрофобного углеводородного фрагмента – «хвоста – R» и гидрофильной «головы – COO– » Наличие «не любящего воду» фрагмента приводит к тому, что в растворах мыло существует в виде макромолекулярных образований – мицелл – совокупности анионов, ориентированных гидрофобными «хвостами» внутрь, а заряженными «головами» наружу, где формируются слой из полярных молекул воды – растворителя.

10. Физические: • источник активности. • Молекулы поверхностного слоя любой жидкости отличаются от расположенных в глубине тем, что силы межмолекулярного сцепления действуют на них практически только со стороны жидкости. В результате появляется сила, стремящаяся втянуть их в жидкость, а тем самым и сократить ее поверхность, собрать жидкость в каплю. Вода отличается большим по сравнению с другими жидкостями поверхностным натяжением, потому что она наиболееполярная жидкость.

11. молекулы поверхностно-активных веществ. Способность накапливаться на поверхности твердых тел и жидкостей с образованием молекулярного слоя называют поверхностной активностью. Мыло – типичное поверхностно – активное вещество. Этим оно обязано сочетанию гидрофобного хвостика с гидрофильной (любящей воду) головой, то есть того, что с одной стороны объединяет его с маслом, а с другой стороны – с водой. Поэтому «силуэт» молекул мыла и других поверхностно – активных веществ такой: . Несмотря на простоту строения, поведение молекул поверхностно-активных веществ различается большой сложностью, заставляющей ученых вести горячие споры на всемирных конгрессах, специально посвященных этим веществам. Если частокол молекул обращен наружу хвостами молекул, поверхность гидрофобна, если головами – гидрофильна. Если над первым рядом выстраивается второй (с обратной ориентацией), поверхность снова становится гидрофильной. Но какова не была бы сложность «тактики» этих молекул, она определяется древним правилом: подобное растворяется в подобном.

12. Помощники мыла: Раскрыв секреты мыла, ученые нашли эффективные и экономичные средства воздействия на отдельные стадии процесса стирки. К этим средствам, прежде всего, относятся вспомогательные вещества, количество которых в моющих препаратах очень часто в 3 – 4 раза превышает содержание самого поверхностно-активного вещества. Они способны превратить почти любое поверхностно – активное вещество в первоклассное моющее средство. Их можно разделить внутри группы: щелочные соли, нейтральные соли и органические вещества.

13. Синтетические моющие в-ва: Следует отметить, что замена натрия на калий приводит к изменению консистенции мыла. Из твердого оно становится мягким или мазеобразным. Ионы кальция и магния образуют с анионами тяжелых карбоновых кислот малорастворимые соли. Этот процесс можно выразить уравнениям: 2RCOONa + Ca(HCO3)2 = Ca(RCOO)2 + 2NaHCO3 2RCOONa + MgCl2 = Mg(RCOO)2 + 2NaCl Поэтому при стирке белья в жесткой воде, содержащей эти ионы, расход мыла повышается на 25...30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры и потому делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. . Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыла вводят натрийтрифосфат Na5P3O10. Анион P3O105- связывает ионы Ca 2+ и Mg 2+ в прочные, но растворимые в воде соединения. По существу они играют роль смягчителя воды. С этой же целью натрийтрифосфат и другие полифосфатные анионы добавляют и в стиральные порошки.

14. Производство СМС: В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков). Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой. Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния. Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде.

15. Виды СМС: Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.

16. Оптические отбеливатели: После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~ 360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым.

17. Химические отбеливатели: При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и разрушить окрашенные соединения. Часто ими являются природные красители от ягод или вин. Эту функцию выполняют химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно записывают в видеNaBO2·H2O2·3H2О. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70°C и выше.

18. Отбеливающие ферменты: Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.

19. Пенообразователи: Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного отстирования тканей необходима обильная пена. Однако это представление справедливо лишь для порошков на основе мыла. В случае синтетических моющих средств, прямой связи между отстирывающей и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям относят аминоспирт C11H23CONHCH2CH2OH.

20. Смягчители: При стирке синтетическими моющими средствами и последующей сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др. ) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют смягчители. Это достигается полосканием в воде с добавкой специальных составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований. В состав смягчителей, которые выпускаются в виде раствора или пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия сушки.

21. Метод оценки надежности химической продукции: Цели разработки программ по оценке безопасности потребительских товаров: . Оценка надежности направлена в первую очередь на определение потенциального уровня «опасности» разрабатываемого продукта. Безопасным считается тот продукт, который не относится к «группе риска» и не является вредным для здоровья человека при определенных условиях пользования, при этом прогнозируются возможные несчастные случаи, вызванные неправильным использованием этого продукта. Задачей производителя, с возлагаемой на него ответственностью, является четкое определение потенциального уровня «вредности» выпускаемого вида продукции и выработка гарантий по безопасности этой продукции при повседневном пользовании. Успех такого подхода в решении проблемы выражается в низкой частности серьезных случаев, вызванных воздействием ТБХ. Все эти случаи и их причины регистрируются специальными группами изучения несчастных случаев.

22. Виды организаций: В настоящее время в этой области успешно функционируют две группы: HASSв Великобритании (группа изучения бытовых несчастных случаев) и PORSв Нидерландах. Со временем предполагается расширить деятельность этих организаций в рамках Европейского Сообщества на базе которого будет организована Всеевропейскя группа изучения несчастных случаев, вызванных потребительскими товарами (EHZASS). Статистика бытовых случаев также регулярно приводится в изданиях Центров по контролю и регистрации случаев отравления.

23. Испытания и оценка результатов: Безопасность химической продукции по отношению к здоровью человека невозможно точно рассчитать без проведения соответствующих опытов на животных. Благодаря одновременной работе по программе оценки надежности продукта и его разработки, количество опытов на животных можно свести к минимуму. Если же информация поступает в полном объеме, то необходимость в проведении некоторых исследований полностью отпадает. Однако следует помнить, что в ряде случаев проведение опытов на животных оговаривается законом, и в этом случае они проводятся в обязательном порядке. Согласно предлагаемому методу в первую очередь проводятся опыты на животных на токсичность химического вещества, его способность вызывать раздражение кожи и аллергию. Результаты опытов в последствии ложатся в основу дальнейшего исследования и используются как материал для сравнительного анализа. Такая практика считается лучшей лишь в том случае, если исследования ограничиваются только условиями и уровнем потребления нового продукта.

24. Безопасность ингредиентов входящих в состав ТБХ: При разработке нового продукта должны использоваться только те химические вещества, которые прошли тщательную проверку на токсичность. Кроме того, при оценке надежности должны выдаваться гарантии, что сырье и сам процесс изготовления продукта не могут вызвать загрязнение ингредиентов и конечного продукта.

25. Оценка ингредиентов на токсичность : • химический класс вещества; • физико-химические свойства; • данные по токсичности веществ со сходной химической структурой; • возможные области применения (ориентация); • экспериментальные данные.

26. Этапы проверки ингредиента на токсичность: • проверка на токсичность, вызывающая симптомы заболевания, близкого к хроническому; • дополнительные исследования на мутагенность; • проверка на хроническую оральную интоксикацию; • проверка на склонность перерождения в рак; • проверка на возникновение возможных уродств; • проверка на воспроизводимость.