Виды синтетических моющих средств химия

Синтетические моющие средства

Синтетические моющие средства это — многокомпонентное синтетическое основание, применяемое в водных растворах для удаления загрязнений с различных твердых поверхностей — тканей, пластмас, стекла, керамики, металлов и многое другое. В узком (бытовом) смысле под синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства предназначенные для уборки в доме или иных помещениях, а так же для стирки белья и мытья посуды. При использовании синтетических средств белье стирается при той же температуре, что и с мылом, но требуется гораздо меньше времени, и это способствует увеличению срока службы белья. Искусственно созданные вещества в отличие от мыла не образуют налета на посуде, легко удаляются с тканей при ополаскивании, гораздо эффективней удаляют загрязнения с твердых поверхностей и способны очистить даже самые сложные загрязнения.

Виды синтетических моющих средств

Все моющие средства будь то бытовые или специализированные можно разделить на несколько категорий: по виду средства, назначению, товарной форме и сфере применения.

Торговых сетях продаются СМС в следующих видах:

Сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные)
В виде геля (густой субстанции)
Жидкие
Кусковые
В виде пасты

Для бытового назначения
Для технического (гостиницы, общественные места, офисы)
Для применения на производствах

Сфера применения (материал, который нужно очистить):

Средства для стирки
Средства для очистки поверхностей (ковры, линолеум, керамика, металлические поверхности, ламинат, стекло, фарфор и др.)
Специальные моющие средства для удаления запахов

Состав синтетических моющих средств

В основе всех СМС многие производители используют растительные и искусственные компоненты. Для усиления их действия дополнительно они могут содержать следующие компоненты:

Перборат натрия – отбеливает.
Фосфаты — уменьшают жесткость воды и увеличивают эффективность стирки.
Полимеры – предотвращают ресорбцию (защита ткани от повторного оседания пыли и грязных частиц)
Энзимы — способствуют расщеплению белковых и жировых пятен на одежде.
Силикаты – дополнительно защищают от коррозии (замедляют степень возникновения коррозии на бытовой технике, накипи и др.)
Оптический отбеливатель маскирует пятна.

Как выбрать моющее средство?

Прежде чем приобретать моющее средство, нужно определица для каких целей вы планируете его использовать. Понятно, что можно использовать универсальные средства, но эффективность их будет ниже.

При выборе СМС нужно учитывать, что некоторые добавки могут высушивать или раздражать кожу, в самых сложных случаях вызвать аллергию. При этом такая реакция наблюдается среди 30% людей, остальные могут и вовсе не почувствовать никакой аллергии, но данный факт не значит, что она полностью их миновала. Некоторую опасность для здоровья человека представляют поверхностно активные вещества (ПАВ). Попадая в организм человека и разрушаясь, ПАВ образуют перекиси, которые негативно влияют на мембраны клеток.

Второй параметр, который нужно учитывать, это — эффективность моющего средства. Многие производители СМС заявляют, что их моющее средство способно работать даже в холодной воде, однако на практике это не всегда подтверждается. Соответственно этого средства вам понадобится больше для очистки площади поверхности, по сравнению с очисткой при использовании подогретой воды.

Источник

Виды синтетических моющих средств химия

Синтетические моющие средства (СМС¸ детергенты) – это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, которые содержат поверхностно-активные вещества, а также другие органические и неорганические вещества, повышающие эффективность поверхностно-активных веществ.

Их производство основано на дешевой сырьевой базе – продуктах переработки нефти.

Синтетические моющие средства – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот — RSO₃H), сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты — алкилсульфаты — ROSO₂OН).

Синтетические моющие средства в основном состоят из алкилсульфатных солей натрия RO-SO₂-ONa.

Как синтетическое мыло, так и мыло, получаемое из жиров, плохо моет в жесткой воде. Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли:

В результате этого мыло образует вместо пены пленку на поверхности воды и расходуется бесполезно.

Видеоопыт «Образование нерастворимых кальциевых солей жирных кислот»

Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры, делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. А осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности.

Этого недостатка лишены синтетические моющие средства. Они характеризуются более высокой моющей способностью, доступностью сырья для их производства.

Алкилсульфаты — соли сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты. В общем виде образование таких солей можно изобразить уравнениями:

Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках

Распространенными синтетическими моющими средствами являются алкилбензолсульфонаты. Алкилбензолсульфонат натрия – основной компонент многих детергентов (стиральных порошков):

В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани, кальциевые и магниевые соли синтетических моющих средств растворимы в воде. Поэтому СМС моют как в мягкой, так и в жесткой воде, обладают высокой смачивающей способностью.

Расход СМС по сравнению с мылом гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов кальция и магния).

Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья – растительных масел и жиров.

Повсеместное использование СМС создает свои проблемы. СМС в отличие от мыла трудно поддаются биологическому разложению и, попадая со сточными водами в реки и озера, загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на живые организмы.

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 разрушить не могут.

Типичный стиральный порошок содержит приблизительно 70% синтетического моющего средства и около 30% неорганических фосфатов.

Фосфаты удаляют растворимые соли кальция. Но, эти фосфаты попадают в сточные воды. Загрязнение фосфатами рек, озер приводит к размножению зеленых и сине-зеленых водорослей (цветение воды), особенно в замкнутых водоемах. Зеленые растения поглощают кислород, содержащийся в воде, в результате чего происходит постепенная гибель водных растений и животных и их разложение.

Недостатки мыла и их устранение

1. Плохая моющая способность в жесткой воде, содержащей растворимые соли кальция и магния.

Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли. Для этого требуется большой расход мыла.

Способы устранения

В состав мыла вводят вещества-комплексообразователи, способствующие смягчению воды (натриевые соли этилендиамин-тетрауксусной кислоты – ЭДТА, ЭДТА-Na₂, химическая формула — C₁₀H₁₄N₂Na₂O₈

2. Мыло сушит кожу, способствует расщеплению кожного сала и его удалению, понижает защитную реакцию кожи (способствует проникновению болезнетворных бактерий).

В водных растворах мыло частично гидролизуется (взаимодействует с водой).

При этом образуется определенное количество щелочи, которая способствует расщеплению кожного сала и его удалению.

Калиевые соли высших карбоновых кислот (жидкое мыло) лучше растворяются в воде и поэтому обладают более сильным моющим действием.

Но в тоже время мыло оказывает вредное воздействие на кожу рук и тела.

Это связано с тем, что верхний тончайший слой кожи имеет слабокислую реакцию (рН =5,5) и за счет этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи.

Умывание мылом приводит к нарушению рН, (реакция становится слабощелочная), раскрываются поры кожи, что приводит к понижению естественной защитной реакции.

При слишком частом использовании мыла кожа сохнет, иногда воспаляется.

Способы устранения

Для уменьшения данного негативного воздействия в современные сорта мыла добавляют:

слабые кислоты (лимонная кислота, борная кислота, бензойная кислота и др.), которые нормализуют рН
глицерин, вазелиновое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, диэтаноламиды кокосового и пальмового масел и т.д. для смягчения кожи и предотвращения попадания бактерий в поры кожи.

Эксперимент

Можно сравнить мыла и СМС (стиральный порошок) проверив с помощью индикаторов, какая среда характерна для наших моющих средств.

При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная. Кстати, если моющее средство предназначено для стирки хлопчатобумажных тканей, то реакция среды должна быть щелочной, а если для шелковых и шерстяных тканей – нейтральной.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде?

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:

Источник

Мыла, их свойства. Синтетические моющие средства

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.

Источник