Омыление — это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление — это реакция сложного эфира со щелочью.
До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.
Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С17Н35СООН) — С17Н35СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.
Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.
Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.
Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.
Секрет очищающего действия мыла
СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка) . Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.
А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С17Н35СОО – + Са 2+ = Са(С17Н35СОО)2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.
Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.
СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА
(CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных р-рах для интенсификации удаления загрязнений с разл. твердых пов-стей-тканей, волокон, металлов, стекла, керамики. В более узком смысле под С. м. с. обычно понимают бытовые ср-ва для стирки белья и одежды.
По товарной форме С. м. с. разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые; по назначению-на бытовые и техн. назначения; по сфере применения и специфике отмываемого субстрата-на универсальные ср-ва для стирки, ср-ва для машинной стирки сильно загрязненного белья, стирки изделий из тонких, чувствительных к повреждению и усадке тканей, стирки и отбеливания с кипячением, для предварит, замачивания, ср-ва с ферментами для низкотемпературной стирки, ср-ва с противоусадочным, мягчительным, антистатич., освежающим цвет или иным эффектом, специальные С. м. с. для детского белья и т. д.
С. м. с. обычно включают мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие моющим, смачивающим и антистатич. действием, разл. электролиты, комплексоны, добавки, обеспечивающие антиресорбц. действие (предотвращают повторное отложение частиц загрязнения), парфюм. отдушку, маскирующую специфич. запах композиции и ароматизирующую белье, а также всевозможные спец. добавки: оптич. и пероксидные отбеливатели, ферменты, активаторы и стабилизаторы, р-рители, гидротропы, ингибиторы коррозии, консерванты, пеногасители, красители, пигменты, антиоксиданты, наполнители-связую-щие (в кусковых С. м. с.) и др.
Основа многих С. м. с. — анионные ПАВ, напр. алкилбен-золсулъфонаты (преим. линейные, обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилсульфаты, алкилэтоксисульфа-ты, мыла, алкансулъфонаты,a-олефинсульфонаты натрия.
В связи с общемировой тенденцией к снижению т-ры стирки и использованию С. м. с. с ферментами и катионными мягчи-телями-антистатиками повысилась роль неионогенных ПАВ -оксиэтилированных спиртов, оксиэтилированных ал-килфенолов, оксиэтилированных алкиламинов. В качестве вспомогат. ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологич. действие, в С. м. с. могут вводиться в небольших кол-вах алкил- и алкилэток-сифосфаты, таураты, сульфосукцинаты, соли a-сульфокар-боновых к-т, эфирокарбоксилаты, оксиалкиламиды жирных кислот и их этоксилаты, N-оксиды третичных аминов, блоксополимеры алкиленоксидов, амфогерные производные аминокислот, имидазолина и бетаина. Нек-рое распространение (особенно в США) получили С. м. с. на базе анионных и(или) неионогенных ПАВ с добавками катионных ПАВ или полимеров, способные в процессе полоскания вследствие адсорбции на волокнах снижать электростатич. заряд и усадку ткани, а также улучшать ее гриф. Примеры таких катионных ПАВ-диалкилдиметиламмонийхлорид, 1-(2-ал-киламидоэтил)-2-алкил-3-метилимидазолинийметилсуль-фат, катионное производное гидроксиэтилцеллюлозы. Оп-тим. моющим действием при 25-35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С 12 -С 14 , с ростом т-ры стирки оптимум отмечается у гомологов С 14 -С 16 .
При составлении рецептур С. м. с. часто используют сочетания 2-3 ПАВ -синергетиков, различающихся р-римостью, устойчивостью к солям жесткости и моющей эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Кол-во ПАВ разл. типов в С. м. с. достигает 35% по массе.
Хорошее моющее действие анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в при-сут. разл. электролитов. Практически все порошкообразные С. м. с. содержат минер. соли, из к-рых наиб. применяемы фосфаты: триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, тетрака-лийпирофосфат и др., способные образовывать комплексы с поливалентными катионами. В жидких рецептурах преим. используют тринатрийфосфат, триполифосфат К и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих ср-вах для посуды), в фермент-содержащих — неболъпюе кол-во солей Са или Mg. Полностью или частично ф-цию фосфатов в С. м. с. могут выполнять комплексоны — Na-соли нитрилотриуксусной к-ты (трилон А) и этилендиаминтетра-уксусной к-ты (трилон Б), соли этилидендифосфоновой и лимонной к-т (см. Комплексоны),а также цеолиты. Использование эффективных заменителей фосфатов в С. м. с. весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол-во комплексообразователей в С. м. с. составляет до 40% по массе.
В качестве электролитов-активаторов моющего действия в стиральные порошки вводят Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 и Na 2 SiO 3 (или жидкое стекло). Последние два (в кол-ве до 10% по массе) обеспечивают щелочную среду; Na 2 SiO 3 , кроме того, ингибирует корродирующее действие моющей композиции.
Пероксидные отбеливатели, напр. пероксоборат (пербо-рат) Na, вводят только в порошкообразные С. м. с. в кол-ве 15-30%. При стирке синтетич. тканей ярких расцветок используют активаторы отбеливателей, напр. тетрааце-тилэтилендиамин, пентаацетилглюкозу. Все они, взаимодействуя в р-ре с перборатом, образуют надуксусную к-ту, к-рая фактически является низкотемпературным отбеливателем. Как альтернативу перборату применяют также ста-билизир. товарные формы дипероксидодекандикарбоновой к-ты, гексагидрата пероксифталата Mg, алкилдипероксиян-тарной к-ты и др. дипероксидикарбоновых к-т, пероксокар-бонат и пероксосульфат Na. Эффективность низкотемпературного отбеливания повышается в присут. бромидов и иодидов.
Оптич. (флуоресцентные) отбеливатели, широко используемые во всех видах С. м. с.,- гл. обр. производные стиль-бена, пиразолона, кумарина, бензимидазола. Кол-во таких отбеливателей в рецептурах С. м. с. не превышает 1%.
В качестве антиресорбентов в С. м. с. обычно используют карбоксиметилцеллюлозу, полимеры или сополимеры акриловой к-ты в кол-ве от 0,5 до 2% по массе.
Жидкие С. м. с. могут, кроме того, содержать до 10-15% по массе орг. р-рителей (низшие спирты, гликоли, их эфиры, алканоламины) и гидротропов, к-рые снижают точки помутнения р-ров и улучшают совместимость компонентов.
Жидкие композиции с высоким содержанием растворенных или суспендир. электролитов служат для интенсивной машинной стирки, как правило, с регулируемым пенообра-зованием, достигающимся введением мыла, силиконового пеног асителя и(или) специально подобранного неионогенно-го ПАВ, напр. оксиэтилированных и оксипропилированных спиртов. Жидкие С. м. с. с низким содержанием электролитов используют для ручной стирки тонких тканей; они хорошо пенятся и в зависимости от назначения дополнительно могут включать антистатики, водорастворимые полимеры, консерванты и др. компоненты.
В табл. представлен состав нек-рых промышленных С. м. с. для стирки.
Ср-ва для ручного мытья посуды имеют примерно тот же состав, что и С. м. с. для стирки; однако к вводимым в такие ср-ва ПАВ предъявляются повыш. гигиенич. требования -отсутствие токсичного и раздражающего действия. Ср-ва-для поточной автоматизир. мойки посуды содержат, как правило, низкопенные неионогенные ПАВ с высокой обезжиривающей способностью и, наряду с обычным набором электролитов, дезинфектанты — хлоризоцианураты, хлорированный триполифосфат Na (сыпучие ср-ва), гипохлорит Na и др.
Эффективность низкотемпературной стирки повышается введением в С. м. с. ферментов-щелочной протеазы или протеазы в сочетании с амилазой. Ведутся поиски экономически доступных способов получения и введения в С. м. с. липаз, расщепляющих жировые загрязнения. Для порошкообразных С. м. с. разработаны стабилизир. непылящие товарные формы ферментов, к-рые вводят в порошки сухим смешением в виде гранул, агломератов или р-римых в воде капсул. Введение ферментов в жидкие С. м. с. встречает затруднения, обусловленные денатурацией и постепенной утратой их активности.
С. м. с. для стирки детского белья базируются в осн. на мылах из натур. жирных к-т. Кусковые моющие ср-ва в отличие от порошкообразных содержат больше мыла, включают пластификаторы и связующие компоненты.
Общий объем произ-ва С. м. с. в СССР 1400 тыс. т (1989).
Лит.: Штюпель Г., Синтетические моющие и очищающие средства, М., 1960; Неволин Ф. В., Химия и технология синтетических моющих средств, 2 изд., М., 1971; Поверхностные явления и поверхностно-активны з вещества. Справочник, под ред. А. А. Абрамзона, Е. Д. Щукина, Л., 1984, с. 302-34; Бухштаб 3. И., Мельник А. П., Ковалев В. М., Технология синтетических моющих средств, М., 1988; Waschmittelchemie: aktuelle Themen aus Forschung und Entwickhmg, Heidelberg, 1976; DavidsohnA., MilwidskyB. M., Synthetic detergents, 6 ed., L.-N. Y., 1978; Woollatt E., The manufacture of soaps, other detergents and glycerine, Chichester, 1985; Flick E.W., Institutional and industrial cleaning product formulations, N. Y., 1985; Surfactants in consumer products: theory, technology and application, ed. by J. Fable, В., 1987; JakobiG., LohrA., Detergents and textile washing. Principles and practice, Weinheim, 1987.
Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .
Смотреть что такое «СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА» в других словарях:
Синтетические моющие средства — 9) синтетические моющие средства средства для стирки на основе синтетических или натуральных поверхностно активных веществ используемые в бытовых и промышленных целях;. Источник: Постановление Правительства РФ от 09.03.2010 N 132 Об… … Официальная терминология
МОЮЩИЕ СРЕДСТВА — (детергенты) вещества, усиливающие моющее действие воды. Первыми детергентами были мыла, полученные из встречающихся в природе веществ. Но сейчас под детергентами обычно понимают синтетические вещества, по моющему действию сходные с мылом.… … Энциклопедия Кольера
Моющие средства — вещества или смеси веществ, применяемые в водных растворах для очистки (отмывки) поверхности твёрдых тел от загрязнений. К М. с. относятся многокомпонентные смеси синтетических моющих (мылоподобных) веществ и различных вспомогательных… … Большая советская энциклопедия
Моющие средства — I Моющие средства вещества или их смеси, применяемые в быту и в различных производствах для удаления загрязнений с кожи человека и животных, белья, предметов обихода, оборудования и т.д. Моющие средства можно разделить на две основные группы:… … Медицинская энциклопедия
МOЮЩИЕ СРЕДСТВА — (очищающие ср ва), в ва или смеси в в, проявляющие в р рах моющее действие и применяемые для удаления загрязнений с пов сти твердых тел. Основу М. с. составляют мицеллообразующие поверхностно активные в ва (ПАВ). Кроме того, М. с. содержат разл.… … Химическая энциклопедия
ЧИСТЯЩИЕ СРЕДСТВА — хим. препараты, предназначенные для чистки и мытья металлич., эмалированных, деревянных и др. пов стей. При воздействии Ч. с. на поверхностный слой материала происходит сложный комплекс физ. хим. процессов, в т. ч. смачивание очищаемой пов сти,… … Химическая энциклопедия
МЫЛО — чистящее вещество, моющее средство. Мыло увлажняет и обволакивает частицы грязи, приводя к образованию эмульсий различных загрязняющих веществ, препятствует их повторному осаждению на поверхность и удерживает нерастворимые частицы в состоянии… … Энциклопедия Кольера
Детергент — (лат. detergeo «стираю») вещество или смесь, помогающее отмывать что либо от грязи, моющее средство. Наиболее распространены три вида смесей детергентов: мыло, стиральный порошок и шампуни. Содержание 1 Состав 2 История … Википедия
Моющее средство — Моющее средство, детергент (лат. detergeo «стираю») вещество или смесь, помогающее отмывать что либо от грязи. Наиболее распространены три вида смесей детергентов: мыло, стиральный порошок и шампуни. Состав В состав детергентов… … Википедия
детергент — Detergent Детергент Моющее вещество, поверхностно активное (дифильное) вещество, относящееся к мылам – солям высших жирных кислот. В настоящее время к детергентам относят синтетические вещества, по моющему действию сходные с мылом.… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. — М.
Leave a Reply