Что такое мыло и что такое ПАВ?

мыло - традиционно считается, что настоящее мыло является натурально чистым сырьём, который состоит из животных и растительных жиров.
ПАВ (поверхностно-активные вещества) - подразделяются на анионные, катионные, и неиногенные, эти вещества содержаться во многих порошках и отвечают за их моющую способность. Так большинстве случаев в порошках используют анионоактивные ПАВ, но в последнее время большое внимание обращают на катионоактивные ПАВ, потому что они имеют свойство бактерицидности. Неионогенные ПАВ выгоднее тем, что хорошо стабилизируют пену и оказывают благоприятное действие на меха, ткани, кожу, также они лучше стирают при низкой температуре и их биоразлагаемость достигает 100%. Большим недостатком использования ПАВ в том, что все компоненты синтетических моющих средств не только агрессивны к биологическим объектам, но и токсичны для нашего живого организма. Так как при мытье посуды вы смываете их с загрязнением в канализацию, они попадают к нам в организм в микро количестве, но именно из-за этого синтетические вещества становятся только еще опаснее, формируя у здорового человека хроническое токсическое отравление, которое проявляется в теле со временем в различных нежелательных патологиях.
Запомните: при мытье посуды моющими средствами, для его полного удаления с одной тарелки нужно в среднем 10 литров воды!
Если говорить подробнее, то ПАВ, есть не что иное, как вещества, полученные из дешевого химического сырья (газа, нефти). Но правда в том, что и в мыло могут добавляться синтетические жирные кислоты и от этого мыло всё равно не поменяет своего названия. Натуральные мыла без добавок и синтетические ПАВ имеют как преимущества, так и недостатки.
Преимущество мыла заключается в его натуральном происхождении, что снижает риск возникновения аллергии, а его недостатком становится образование щелочи при растворении в воде, что в свою очередь способствует раздражению, шелушению и сухости кожи. Так, стирая бельё в жесткой воде, увеличивается и расход мыла. Малорастворимый кальций и магний оседают на ткань и забивают поры вещей, которые после этого становятся грубыми и жесткими. К плюсу экологических свойств мыла можно добавить то, что жировые мыла быстро и полностью перерабатываются микроорганизмами, не загрязняя окружающую среду. Но технологии разработки ПАВ тоже совершенствуются и на смену обычных ПАВ приходят неионогенные ПАВ, которые способны биоразлагаться на 100%. Также к плюсам синтетических ПАВ относится тот факт, что они не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния и хорошо стирают с любой жесткостью воды.
Фосфаты - являются составляющим стиральных порошков. Почему же все производители пытаются от них избавиться? Проблема состоит в том, что фосфаты причиняют колоссальный ущерб окружающей среде, но так сильно нужны для стиральных порошков. Если вода жесткая, то эффективность моющих средств резко падает, а фосфаты это самый дешевый и эффективный смягчитель воды. Также фосфаты спасают стиральную машину от отложений накипи (нерастворимых солей магния и кальция), которые оседают в виде трудноудаляемого налета. Проблема эвтрофикации тоже напрямую связана с фосфатами. Так при попадании в большом объеме в водоём биогенных элементов (азота и фосфора), в воде происходит излишнее зарастание, что способствует превращению рек и озёр в обычные болота.
Проблему можно решить несколькими способами:
# внедрить такую систему очистки сточных каналов, которая обеспечила бы удаление фосфатов из воды.
# использовать вместо фосфатов другие вещества, например цеолита, который безвреден для окружающей среды, хотя тоже имеет свои недостатки.
# ограничить содержание фосфатов в стиральных и моющих средствах.
На сегодняшний день проблема фосфатов остаётся актуальной и требует его обсуждения.

Чем можно заменить бытовую химию (экологические заменители)?
# лимонный сок - способен начистить до блеска кастрюлю, удалить ржавчину и отполировать столовое серебро, а также убрать пятна с фарфора, ткани и т.п.
# уксус - освежает цвет ковров (разбавте уксус чистой водой и чистите щёткой); прекрасно дезинфицирует (даже туалет); удаляет восковые пятна и пятна различных смол; очищает кафель и плитку, (после обработки плитки чистым уксусом необходимо хорошо проветрить помещение), также чистит окна (разбавте две чайные ложки уксуса на литр воды); очищает известковый налёт, если он появился недавно; удаляет накипь (налейте уксус в чайник вместе с водой, хорошо помешайте и прополосните в воде);.
# cливочное масло - хорошо справляется с чернильными пятнами, но помните, что после этого сразу промойте обработанное маслом пятно тёплой водой с мылом!!!.
# стружка кедрового дерева - помогает прогнать клещей из гардероба.
# чёрное мыло - позволяет мыть поверхности разного типа.
# масло льна - позволяет полировать глиняную посуду и деревянную мебель.
# хозяйственное мыло - является 100% натуральным и органически перерабатываемым средством, так как состоит из природных жиров, замечательно удаляет бактерии, а также очищает и моет.
# мыльный раствор с пищевой содой (не холодный) - отлично подходит для повседневного мытья посуды.
# бура - помогает в борьбе против плесени и является хорошим чистящим средством.
# кукурузный крахмал - отпалирует мебель, отчистит ковры и окна!
# кусок сырой картофелины - отлично подходит против фруктовых пятен.
# кофейная гуща или лимон - придаст ножам первоночальную свежесть, убрав с ножей рыбный запах, а также осветлит темные пятна.
# мыльные орехи (Sapindus Mukorossi) - являются простой и совершенно безвредной заменой бытовой химии. Замечательно удаляют жир, грязь, смягчают вещи, не вызывая при этом аллергии даже у очень чувствительных людей. Ими можно: стирать, мыть руки жидким мылом, приготовленным из мыльного ореха, мыть волосы раствором от орех. Ими можно даже мыть посуду в посудомоечной машине, лечить различные кожные заболевания (герпес, грибок, сыпь).

Применение мыла...

Мыло по назначению делится на хозяйственное, туалетное, детское, медицинское и специальное. В продажу мыло поступает в твердом, жидком и порошковом виде. Выпускают также мыло в виде раствора в спирте (мыльный спирт). Кроме того, для стирки шерстяных и шелковых вещей применяют мыльные хлопья.

Мыло вырабатывают из животных жиров, растительных масел и их заменителей — канифоли, добываемой из хвойных деревьев, нафтеновых кислот, получаемых из продуктов переработки нефти (мылонафт). Мыло с большим количеством заменителей мало пригодно для стирки шерстяных и шелковых тканей, так как способствует свойлачиванию шерсти и усадке тканей. Поэтому для стирки шерсти и шелка надо применять более хорошие сорта мыла.

Для изготовления мыла жиры и их заменители варят с определенным количеством каустической соды, которая разлагает жиры на составные части — жирные кислоты и глицерин. Кислоты, соединяясь с каустической содой, образуют мыло. Чем больше в мыле жирных кислот, тем выше его качество. По их содержанию мыло делится на 40-процентное, 60-процентное, 72-процентное и т. д. При высыхании мыла процентное содержание жирных кислот в мыле увеличивается, так как часть воды испаряется. Для хозяйственных целей применяют обычно 40- и 60-процентное мыло.

Туалетное мыло содержит до 75% жирных кислот. Окраску и запах придают ему добавлением красителей и отдушки.

Кроме туалетного, выпускают специальный сорт мыла под названием детского. Оно не имеет ни окраски, ни отдушки. С гигиенической целью в него добавляют ланолин (1—2%) и борную кислоту (не более 0,5%).

Добавляя различные лечебные и дезинфицирующие добавки к основному хорошему нейтральному мылу, получают медицинское мыло: борное, формалиновое, вазелиновое, ланолиновое, ихтиоловое и др. Применяют его по указанию врачей, при кожных болезнях, против перхоти и для дезинфекции.

Твердость мыла зависит главным образом от характера жирных кислот, входящих в состав мыла. Из более твердых жиров получаются и более твердые мыла. С этой целью жидкие растительные масла подвергают специальной обработке с помощью газа водорода, при которой они переходят в твердое состояние («саломас»). Для получения мыла обычно берут смесь различных жиров и масел. В туалетных и детских мылах заменителей меньше, чем в хозяйственных.

При варке жиров с каустической содой образующееся мыло содержит некоторое количество воды и примесей, которые были в жировом сырье. Чтобы удалить примеси и часть воды, к нагретому мылу добавляют поваренную соль. При отсаливании мыло всплывает, внизу же отстаиваются загрязнения и большая часть воды. Верхний слой мыла содержит около 60% жирных кислот. Этот слой отделяют от остальной массы и получают таким образом 60-процентное ядровое мыло.

Мыло с большим содержанием жирных кислот получают путем высушивания ядрового. Для этого его измельчают и после высушивания прессуют, придавая форму кусков. Так приготовляют туалетное мыло.

Жидкие мыла получают при варке различных растительных масел (льняного, хлопкового и др.). Наиболее распространены из них зеленое и олеиновое. Эти мыла моют в холодной воде значительно лучше, чем твердые. Их используют для выработки шампуней, паст для бритья и, как основу, при изготовлении некоторых сортов медицинских мыл.

Качество различных сортов мыла определяется по цвету, запаху, содержанию примесей неомыляемых веществ, щелочи, загрязнений и др. Мыло с примесью неомыляемых веществ дает меньше пены.

Если после мытья и вытирания руки становятся липкими, это показывает, что мыло содержит много неомыляемых или неомыленных веществ или избыток заменителей — канифоли и др. Мыло С избытком щелочи обычно вызывает раздражение кожи рук и при длительном употреблении может повлечь за собой образование язв, трещин и т. д. Такое мыло нельзя применять для мытья головы и лица, а также для стирки шерстяных и шелковых вещей.

«Мыльная стружка» (мыльные хлопья) — представляет собой концентрированное мыло, изготовленное из жиров высшего качества. Применяется для стирки тонких тканей, кружев, цветного батиста и маркизета, шерстяных и шелковых тканей и трикотажа.

ХИМИЯ
мыла и моющих средств

Да здравствует мыло душистое,
И полотенце пушистое,
И зубной порошок,
И густой гребешок!
Давайте же мыться, плескаться,
Купаться, нырять, кувыркаться
И в ванне, и в бане, везде.
Вечная слава воде!

К.Чуковский

Цели и задачи. Рассмотреть состав и строение мыла и моющих средств, показать взаимосвязь строения и свойств моющих средств; закрепить навыки работы в малых группах, расширить кругозор учащихся, развить их мышление.

Оборудование и реактивы. Упаковки из-под мыла и моющих средств, информационные листы для учащихся, набор химической посуды (пробирки, спиртовки, химические стаканчики, пробиркодержатели, стеклянные палочки); жир, маргарин или сливочное масло, мыло, синтетическое моющее средство, жидкое мыло, 15%-й раствор гидроксида натрия, раствор хлорида натрия (насыщенный), разбавленный раствор серной кислоты, растворы ацетата свинца, хлорида кальция, сульфата меди, фенолфталеина, растворы, содержащие ионы кальция или магния, дистиллированная вода.

Изучение темы занимает два урока, один из которых – теоретическое занятие, второй – практическая работа.

Учащиеся работают в малых группах, рассаживаясь по периметру класса. На их столах упаковки из-под мыла и синтетических моющих средств, набор химической посуды и реактивов.

ХОД УРОКА

Учитель. Ребята, сегодняшнее наше занятие посвящено химии мыла и моющих средств и будет состоять из двух частей.

На первом уроке мы рассмотрим теоретические вопросы:

• мыло в древности, история мыловарения;
• строение мыла, его свойства;
• состав мыла и синтетических моющих средств;
• производство мыла;
• применение мыла и синтетических моющих средств.

На втором уроке мы проведем лабораторные опыты, подтверждающие свойства мыла и синтетических моющих средств.

Сообщение на тему
«Мыло в древности, история мыловарения»

Ученик. Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Самое раннее упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23–79 гг.). В трактате «Естественная история» Плиний писал о способах получения мыла омылением жиров. Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно.

Для мытья и стирки белья на Руси использовали щелок, получаемый при обработке золы водой, т.к. зола от сгоревшего топлива растительного происхождения содержит поташ.

Развитию мыловарения способствовало наличие сырьевых источников. Например, марсельская мыловаренная отрасль промышленности, известная с эпохи раннего средневековья, располагала оливковым маслом и содой. Мыловарение развивалось также в Италии, Греции, Испании, на Кипре, т.е. в районах, культивирующих оливковые деревья. Первые германские мыловарни были основаны в XIV столетии.

Химическая сущность мыловаренных процессов долгое время была не ясна. Лишь в конце XVIII в. была выяснена химическая природа жиров, и затем поняты реакции их омыления. В 1779 г. шведский химик К.В.Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется растворимое в воде сладкое вещество. В 1817 г. французский химик М.Э.Шеврель открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами. Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя французский химик П.Э.М.Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров.

Объяснение темы
«Строение мыла, его свойства»

Учитель. Мыла – это натриевые или калиевые соли высших жирных кислот (схема 1), гидролизующихся в водном растворе с образованием кислоты и щелочи.

Общая формула твердого мыла:

Cоли, образованные сильными основаниями щелочных металлов и слабыми карбоновыми кислотами, подвергаются гидролизу:

Образовавшаяся щелочь эмульгирует, частично разлагает жиры и освобождает таким образом прилипшую к ткани грязь. Карбоновые кислоты с водой образуют пену, которая захватывает частицы грязи. Калиевые соли по сравнению с натриевыми лучше растворимы в воде и поэтому обладают более сильным моющим свойством.

Гидрофобная часть мыла проникает в гидрофобное загрязняющее вещество, в результате поверхность каждой частицы загрязнения оказывается окруженной оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды. Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду. Так происходит очистка загрязненной поверхности моющим веществом.

Работа в малых группах

Используя информационные листы (приложение) и раздаточный материал, учащиеся выполняют следующие задания.

1. Заполнить таблицу.

Таблица
Состав мыла и синтетических моющих средств
Хозяйственное мыло Туалетное мыло Синтетическое моющее средство


2. Ответить на вопрос: в чем преимущества использования синтетических моющих средств по сравнению с мылом?

Ролевая игра «Производство мыла»

Один из учащихся выступает в роли технолога, рассказывающего о стадиях производства мыла. Каждая группа выбирает корреспондента от средств массовой информации: журнала «Мыло», газеты «Мыльный пузырь», телекомпании «СМС».

Технолог. Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.

Получение высших карбоновых кислот при крекинге и окислении нефтепродуктов:

Получение натриевых солей:

СnHmCOOH + NaOH = СnHmCOONa + H2O.

Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора (мыльного клея) избытком щелочи или раствором хлорида натрия. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора – отсолкой или высаливанием.

Механическая обработка заключается в охлаждении и сушке, шлифовке, отделке и упаковке готовой продукции.

В результате мыловаренного процесса мы получаем самую разнообразную продукцию, с которой вы можете ознакомиться.

Корреспондент журнала «Мыло». Стадии производства хозяйственного и туалетного мыла одинаковы или имеют различия?

Технолог. Производство хозяйственного мыла заканчивают на стадии высаливания, при этом происходит очистка мыла от белковых, красящих и механических примесей. Производство туалетного мыла проходит все стадии механической обработки. Наиболее важной из них является шлифовка, т.е. переведение ядрового мыла в раствор кипячением с горячей водой и повторным высаливанием. При этом мыло получается особо чистым и светлым.

Корреспондент газеты «Мыльный пузырь». Получают ли при производстве мыла побочные продукты и как их используют?

Технолог. Если мыло варилось из животных или растительных жиров, то из раствора после отделения ядра выделяют образующийся при омылении глицерин, который находит широкое применение: в производстве взрывчатых веществ и полимерных смол, как умягчитель ткани и кожи, при изготовлении парфюмерных, косметических и медицинских препаратов, в производстве кондитерских изделий.

Корреспондент телекомпании «СМС». В настоящее время часть мыла и синтетических моющих средств получают из нефтепродуктов. В чем заключаются технологические секреты такого производства?

Технолог. В производстве мыла применяют нафтеновые кислоты, выделяемые при очистке нефтепродуктов (бензина, керосина). С этой целью нефтепродукты обрабатывают раствором гидроксида натрия и получают водный раствор натриевых солей нафтеновых кислот. Этот раствор упаривают и обрабатывают поваренной солью, в результате чего на поверхность раствора всплывает мазеобразная масса темного цвета – мылонафт. Для очистки мылонафта его обрабатывают серной кислотой. Этот нерастворимый в воде продукт называют асидолом или асидол-мылонафтом. Непосредственно из асидола изготовляют мыло.

Работа по схеме 2.

В конце первого занятия учитель подводит итог изучения учебного материала, указывает на меры профилактики при использовании моющих средств.

Стиральные порошки могут:

• раздражать дыхательные пути;
• стимулировать проникновение в кожу ядовитых веществ;
• вызывать аллергию и дерматит кожи.

Во всех этих случаях необходимо перейти на использование мыла, единственным недостатком которого является то, что оно сушит кожу.

Практическая работа
«Свойства мыла и синтетических моющих средств»

(Перед началом работы – инструктаж по ТБ.)

Опыт «Омыление жиров в водно-спиртовом растворе»

В пробирку поместите жир, маргарин и сливочное масло, прилейте 8–10 мл 15%-го спиртового раствора гидроксида натрия. Смесь перемешайте, нагрейте до кипения. Омыление ведите до тех пор, пока жидкость не станет однородной. К полученной густой жидкости добавьте насыщенный раствор хлорида натрия и кипятите раствор 1–2 минуты.

Задания для самостоятельных выводов

1. Какое вещество появилось на поверхности в результате проделанного опыта?
2. Напишите уравнение происходящей реакции.
3. Для каких практических целей используется процесс омыления жиров?

Опыт «Выделение жирных кислот»

В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. К раствору мыла прилейте раствор разбавленной серной кислоты и нагрейте до кипения.

Задания для самостоятельных выводов

1. Какие изменения происходят при нагревании и охлаждении раствора?
2. Напишите уравнение происходящей реакции.

Опыт «Получение нерастворимых солей жирных кислот»

В пробирку поместите кусочек твердого мыла, прилейте к нему 8–10 мл дистиллированной воды, взболтайте и подогрейте полученный раствор. Разделите раствор по трем пробиркам, в первую добавьте раствор ацетата свинца, во вторую – раствор хлорида кальция, в третью – раствор сульфата меди.

Задания для самостоятельных выводов

1. Объясните изменения, происходящие в каждой пробирке.
2. Напишите уравнения происходящих реакций.

Опыт «Сравнение мыла и синтетических моющих средств»

Приготовьте в трех пробирках по 10 мл разбавленных растворов:

а) твердого мыла;
б) одного из синтетических порошкообразных моющих средств;
в) жидкого мыла.

Разделите полученные растворы на две части (в каждой из них – по три пробирки).

а) В каждую из трех пробирок первой части с различными растворами добавьте по нескольку капель фенолфталеина. (Если моющее средство предназначено для хлопчатобумажных тканей, то среда бывает щелочной, а если для шелковых и шерстяных – нейтральной.)

б) В три оставшиеся пробирки второй части с растворами мыла и синтетических моющих средств добавьте при встряхивании по 2–3 мл воды, содержащей ионы Са2+ и Mg2+.

Задания для самостоятельных выводов

1. Почему раствор мыла имеет щелочную среду? Ответ поясните уравнением реакции.

2. Какое из указанных выше моющих средств следует использовать для стирки:

а) хлопчатобумажных тканей;

б) шелковых и шерстяных тканей;

в) в жесткой воде?

По окончании занятия учитель подводит итог работы на уроке, кратко повторяя его основные этапы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Информационный лист

Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной отрасли промышленности. Они содержат до 40% насыщенных жирных кислот.

Синтетические жирные кислоты получают из парафина нефтей каталитическим окислением кислородом воздуха:

СН3(СН2)mCH2–СН2(СН2)nСН3 + 2,5O2 = СН3(СН2)mCOOH + СН3(СН2)nCOOH + H2O.

При производстве мыла используют две фракции: С10–С16 и С17–С20. В хозяйственном мыле синтетических кислот 35–40%.

В производстве мыла используют канифоль, получаемую при переработке живицы хвойных деревьев. Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру хозяйственного мыла вводят 12–15% канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл – не более 10%. Введение канифоли делает мыло мягким и липким.

Содержание воды в хозяйственном мыле достигает 30%, а в туалетном снижается до 12%. В состав мыла вводят парфюмерные отдушки, отбеливатели, красители. Хорошие сорта туалетного мыла содержат до 50% натурального кокосового или пальмового масла, которое хорошо растворяется в холодной воде и характеризуется высоким пенообразованием.

Для улучшения характеристик хозяйственного и туалетного мыла, а также для его удешевления в него вводят наполнители. К ним относятся натриевые соли, казеин и крахмал. Казеин и крахмал используются для пенообразования и стойкости пены. Основным наполнителем туалетного мыла является сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений.

При стирке белья в жесткой воде, содержащей ионы кальция и магния, расход мыла повышается на 25–30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, делая ее грубой, менее эластичной, блеклой, снижают ее прочность.

Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыло вводят декаоксотрифосфат(V) натрия Na5P3O10. Ионы P3O105– связывают ионы кальция и магния в прочные нерастворимые соединения. По существу они играют роль смягчителя воды. С этой же целью Na5P3O10 добавляют и в стиральные порошки в объеме до 20%.

Основой синтетических моющих средств (детергентов) является Na-cоль алкансульфокислоты,

доля которой достигает 30%.

Общая формула синтетических моющих средств:

Производство этих веществ основано на продуктах переработки нефти.

Синтетические моющие средства – сложная композиция, содержащая отбеливатели (ультрамарин, перборат натрия) и пенообразователи (аминоспирты). Они одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде.

В то же время детергенты очень медленно подвергаются биоразложению. Накапливаясь в водоемах, они ведут к сильному разрастанию зеленых растений, что вызывает заболачивание.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: