2.2 Особенности применения и недостатки мыла
Жировое мыло широко применяют как моющее и очищающее средство.
Наилучший моющий эффект достигается при концентрации мыла в смягченной воде в количестве около 0,2—0,3% (в 10 л воды должно быть растворено 30 г мыла в пересчете на безводное). Сильно разбавленный раствор мыла вследствие высокой степени гидролиза обладает невысоким моющим действием. Жировое мыло проявляет моющее действие только в щелочной среде. В кислой среде оно легко разлагается с выделением свободной жирной кислоты, не обладающей моющей способностью. В моющем растворе жировое мыло частично разлагается водой на щелочь и жирные кислоты, в результате чего создается слабая щелочная среда, действующая на шерсть, шелк, а также ткани из искусственных и синтетических волокон. При наличии в мыле повышенного содержания свободной (т. е. не вступившей в реакцию с жиром) щелочи ткани разрушаются быстрее, поэтому при стирке таких тканей не рекомендуется пользоваться обычным хозяйственным мылом. Применение жирового мыла наиболее эффективно при нагревании моющего раствора до 50—70° С. Повышенная температура также отрицательно влияет на прочность изделий из шерсти, шелка, искусственных и синтетических волокон. Кроме того, значительная часть (около 60%) мыла при стирке расходуется непроизводительно. Небольшая часть мыла поглощается волокнами и расходуется на нейтрализацию кислотности белья, более 30% мыла расходуется на умягчение воды, т. е. связывание кальциевых и магниевых солей, содержащихся в воде, особенно жесткой. Образующиеся при этом нерастворимые соединения (известковые мыла) вследствие липкости осаждаются на ткани и придают ей буровато-серый оттенок, особенно заметный после сушки и глажения. Высохшее на ткани известковое мыло делает ее более жесткой и хрупкой, заметно понижается гигроскопичность и воздухопроницаемость, значительно быстрее и интенсивнее ткань загрязняется. Кроме того, эти соединения ускоряют окислительное разрушение волокна и красителя, вызывая понижение прочности ткани и сочности окрасок. Отмыть известковое мыло труднее, чем обычное загрязнение, поэтому при стирке в жесткой воде часть мыла тратится на удаление известкового мыла с поверхности отстирываемого материала. Практически расход жирового мыла при стирке в жесткой воде увеличивается примерно в 3 раза по сравнению со стиркой в мягкой воде, а в морской воде жировое мыло почти не обладает моющими свойствами. Таким образом, применение жирового мыла в жесткой воде приводит к непроизводительным затратам и может вызвать ухудшение качества отстирываемых материалов.
Эффективность моющего действия жирового мыла можно повысить, если предварительно умягчить воду специальными водоумягчителями (содой, силикатами натрия или калия, тринатрийфосфатом и др.) или использовать мыло.
2.3 Состав синтетических моющих средств
1. ПАВ - поверхностно-активные вещества - изменяют поверхностное натяжение, например, натрий-сульфоновый эфир этилового спирта.
2. Комплексообразователи (полифосфаты) - повышают активность ПАВ, снижают жесткость воды за счет образования прочных, но растворимых в воде соединений с ионами магния и кальция, например, натрий-трифосфат.
OOO
Na - O - P - O - P - O - P - O - Na
ONaONaONa
3. Отбеливающие вещества, например пербонат натрия NaBO2 H2O2 3H2O, оптические отбеливатели - главным образом производные пиразолана, кумарина, бензимидазола.
4. Отдушки
5. Ферменты - протеаза или протеаза в сочетании с амилазой
Проведем несколько опытов.
В 3-х пробирках находится дистиллированная, водопроводная и минеральная вода, раствор хлорида кальция. В каждую пробирку по каплям добавляем мыльный раствор. После каждой капли встряхиваем пробирку и следим не появилась ли пена. Как только пена станет пышной и устойчивой, прекращаем капать. Записываем число капель в каждом опыте. Мы видим, что водопроводной воде для образования пены требуется больше мыла, чем дистиллированной, а минеральной - еще больше. Таким образом, мы можем сравнивать жесткость воды из различных источников: колодца, пруда, речки, сравнить кипяченую воду с сырой.
Запишем все, что мы знаем о мыле в таблицу. (Заполняем левую часть таблицы).
Если эти же опыты повторить с синтетическими моющими средствами (СМС) или детергентами, то мы увидим, что пена одинаково хорошо образуется в воде любой жесткости.
Мыло |
СМС |
1. Моет только в горячей воде. |
1. Моет в широком интервале температур. |
2. Плохо "моет" в жесткой воде(образует нерастворимые соли сионами Ca , Mg) 2C17 H35 COO --+ Ca2+ -- (C17 H35 COO)2Ca |
2. Моет в воде любой жёсткости. (Наличие специальных добавок -смягчителей воды) Содержит отбеливатели, антистатики, ферменты. |
3. Сырьем для получения служатрастительные масла, жиры животных, синтетические жирные кислоты, канифоль,отходы от рафинирования жиров и масел и др. |
3. Сырье получают из нефти 2C16 H34 + O2 --- 2CH3 (CH2)14ОН цетиловый спирт СH3-(СH2)14-СH2OH-----CH3-(сH2)14CH2-OSO3H+H2O кислый сульфоэфир цетилового спирта 2CH3-(CH2)14 CH2OSO3H + Na2CO3-- 2CH3-(CH2)14 CH2OSO3Na + H2O + CO2 |
Строение
Мыла-это соли высших карбоновых солей
В состав СМС входят молекулы сульфоэфиров цетилового спирта.
Таким образом, CMC лишены недостатков мыла. (Записываем достоинства CMC в правой части таблицы).