Глава 1. Моющие средства

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Лабораторная работа № 10.

МОЮЩИЕ СРЕДСТВА.

ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ МЫЛА

Цель работы: получить мыло из растительного либо животного жира и определить среднюю молекулярную массу составляющих его карбоновых кислот.

Общие сведения.

ВВЕДЕНИЕ

Мытьем можно назвать очищение загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ.

До недавнего времени основными средствами для стирки служили мыло и сода (сода для хлопчатобумажного белья). Сода делает раствор более щелочным, а также смягчает воду. Для смягчения воды применяли также тринатрийфосфат, а при стирке шерстяных тканей - нашатырный спирт.[1].

Моющими средствами называются натуральные и синтетические вещества с очищающим действием, в особенности мыло и стиральные порошки, применяемые в быту, промышленности и сфере обслуживания.

Моющее средство - это сбалансированный комплекс поверхностно-активных веществ, электролитов активных добавок. В основе действия моющего средства лежит взаимодействие поверхностно-активных веществ (ПАВ) с загрязненными поверхностями, которое усиливается присутствием правильно подобранных электролитов (растворов неорганических солей, щелочей или кислот). [ 1 ].

ГЛАВА 1. МОЮЩИЕ СРЕДСТВА

Моющими средствами называются натуральные и синтетические вещества с очищающим действием, в особенности мыло и стиральные порошки, применяемые в быту, промышленности и сфере обслуживания. Современное моющее средство - это сбалансированный комплекс поверхностно-активных веществ, электролитов, активных добавок. В основе действия моющего средства лежит взаимодействие поверхностно-активных веществ (ПАВ) с загрязненными поверхностями, которое усиливается присутствием правильно подобранных электролитов (растворов неорганических солей, щелочей или кислот).[3],[2].

В настоящее время разработаны высокоэкономичные, высококонцентрированные и порой уникальные по своим свойствам препараты. Наблюдается необычайный рост производства товаров бытовой химии и различных химических препаратов, одной из составляющей которой являются моющие средства. Ассортимент и количество моющих средств растет и практически охватывают все сферы жизнедеятельности человека. С помощью этих средств намного легче стирать, подсинивать, подкрахмаливать белье, чистить ковры и одежду, красить, клеить, ухаживать за растениями в комнате и на приусадебном участке. Популярность товаров бытовой химии неуклонно растет, расширяются область их применения, увеличивается выпуск.

Комплексным показателем оценки потребительных свойств моющих средств является моющая способность. Ее определяют по степени восстановления белизны загрязненной ткани после одной или нескольких стирок в моющем растворе установленного состава. Моющая способность зависит от поверхностной активности моющего вещества, его способности эмульгировать жировые и масляные загрязнения, жесткости воды, температуры, РН среды и др. Пенообразовательную способность моющих растворов характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т. е. отношением объема или высоты столба пены через определенный промежуток времени после ее образования к первоначальному объему или высоте столба пены. В мягкой воде мыло образует более обильную и устойчивую пену, чем синтетические моющие вещества. [2].

1.1. КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.

Возникновение мыла окутано тайнами и легендами. Одна из легенд связывает появление мыла с горой Sapo, на которой в древнем Риме сжигали туши животных, принесенных в жертву богам. У подножия этой горы протекает река Тибр, где стирали одежду. Жир животных смешивался с золой костров, а затем смывался дождями в реку. Вода в реке начинала пениться и хорошо отмывать все загрязнения с одежды.

Первое мыло, самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5000 лет назад. Вначале оно использовалось только для стирки одежды и обработки язв и ран. И только с первого века нашей эры человек стал мыться с мылом. После падения Римской империи культура умывания была утрачена, а мыло забыто на многие столетия, что в немалой степени способствовало множеству эпидемий, буквально опустошавших Европу в средние века. Во Франции и Англии мыло вновь появилось лишь в ХШ веке и производилось только знающими все тонкости этого искусства аптекарями для знатных семей. Постепенно производство расширялось и популярность мыла росла. В 1808 году французский химик Эжен Шеврель (1786-1889) по просьбе владельцев текстильной фабрики установил состав мыла. В результате анализа было установлено, что мыло является натриевой солью высшей жирной кислоты, преимущественно пальмитиновой CH₃(CH₂)i₄COOH, стеариновой CH₃(CH₂)i₆COOH и олеиновой СН₃(СН₂)₇СООН.

(жир) (соли кислот) (глицерин)

Формула мыла и реакция гидролиза

В средние века основными его поставщиками в Европе были города Неаполь и Марсель. Постепенно ремеслу варки мыла научились и в других местах. Отношение к этому ремеслу было самое серьезное. В 1399 году в Англии король Генрих IV основал орден, особой привилегией членов которого считалось мытье в бане с мылом. В этой стране долгое время под страхом смерти члену гильдии мыловаров запрещалось ночевать под одной крышей с мастерами других ремесел, чтобы не выдать тайну. Во второй половине XVII века во Франции был издан королевский указ, разрешающий варку мыла только в летнее время и только из золы и оливкового масла.

В России мыло начали делать во времена Петра I, но вплоть до середины XIX века им пользовалась только знать. Крестьяне стирали и мылись щелоком: древесную золу заливали кипятком и распаривали в печке. Главным центром мыловарения был город Шуя, на его гербе даже изображен кусок мыла. Широко известны были и московские фирмы - фабрика Ладыгина, фабрика Альфонса Ралле и парфюмерная фабрика Брокара. Оборудование фабрики Брокара поначалу состояло из трех котлов, дровяной печи и каменной ступки. Но он сумел стать признанным "королем парфюмерии", выпустив дешевое, копеечное мыло для всех слоев населения. Брокар старался придать недорогой продукции привлекательный вид. Например, его мыло "огурец" так походило на настоящий овощ, что покупалось даже из одного любопытства. Еще до конца 50-х годов XX столетия основным моющим веществом было жировое мыло, для изготовления которого использовались сотни тысяч тонн продуктов животного и растительного происхождения: жир бараний, свиной, тюлений, китовый, а также масло подсолнечное, хлопковое, льняное и др. Такие мыла были практически единственными пенообразователями. В 1912 году русский ученый Г.С. Петров путем сульфирования нафтеновых кислот получил первое синтетические моющее средство, так называемый «контакт Петрова». В наше время по этому способу производится большинство моющих веществ.

Примерно 25 лет назад история развития мыла вышла на очередной виток развития. В развитых странах возникло и укрепилось стремление вернуться от синтетических к натуральным продуктам. Причиной явился резкий рост числа заболеваний, вызванных аллергическими реакциями. Далеко не последнюю роль в широком распространении кожных болезней (дерматитов, нейродермитов, экземы, псориаза) сыграли и новые моющие средства, в том числе мыло промышленного производства, содержащее большой процент синтетических добавок. [2], [3].

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ

В зависимости от вида моющего вещества моющие средства разделяют на мыла и синтетические моющие средства. Содержание моющего вещества в средстве колеблется в пределах от пяти до 85 %. Так, большинство моющих средств хозяйственного назначения содержат от 10 - 75 % моющего вещества. Моющие вещества представляют собой органическое соединение, располагающее поверхностной энергичностью, способностью формировать пену и полуколлоидный раствор в воде. Благодаря неглубокой активности они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым ее смачивающую способность. Загрязняющие вещества (чаще всего они малорастворимы или вообще нерастворимы в воде), от которых необходимо избавиться, бывают разнообразными, и по этой же причине нужны и различные моющие средства. Моющие средства разделяют по строению молекул, по назначению, консистенции, видам моющего вещества, содержанию моющего вещества и некоторым другим признакам. Так, и в пищевой и перерабатывающей промышленности используются щелочные пенные средства, щелочные пенные средства с дезинфицирующим эффектом, кислотные пенные средства, щелочные беспенные средства, кислотные беспенные средства, дезинфицирующие средства, активные добавки для усиления моющего действия, средства специального назначения, средства для бутылкомоечных машин и транспортерных лент, моющие средства для молочных ферм и фильтрационных установок).

- В индустрии страны применяются индустриальные очищающие и моющие средства (очистка металлических поверхностей, различные автошампуни для автомобильного транспорта, щелочное средство для очистки подвижного состава железных дорогог от сильных эксплуатационных загрязнений, кислотный очиститель подвижного состава метрополитена, а также различные средства для очистки, применяемые в энергетике).

Моющие средства для профессиональной уборки (мойка стекол, очистка организационной техники, ручная и механизированная уборка полов, очистка ковровых покрытий, удаление жевательной резинки и адгезивных загрязнений, очистка сантехнического оборудования и фасадов зданий);

Моющие средства для кухни (ручная и машинная мойка посуды, очистка плиты);

Моющие средства для рук, тела, головы человека; Моющие средства для животных и другие. Моющие средства по строению молекул можно разделить на три группы:

1. Нейтральные моющие средства. К ним относится, в основном, продукция бытовой химии. Предназначены нейтральные моющие средства для очистки слабо загрязненных поверхностей от жира и грязи. Для человека они безвредны.

2. Щелочные - очень эффективны для удаления жира, пригаров и других органических загрязнений, находят широкое применение на профессиональных кухнях.

3. Кислотные моющие средства, они применяются для удаления минеральных отложений, накипи, ржавчины и т.п.

Необходимо помнить, что при использовании кислотных и щелочных средств необходимо соблюдать правила техники безопасности, а также избегать попадания на кожу или в глаза. [3].

По назначению моющие средства подразделяются на хозяйственные, туалетные, специальные (медицинские, технические и др.).

По консистенции моющие средства делятся на твердые (кусковые, гранулированные, порошковые), мазеобразные (пасты) и жидкие (гели). В Республике Беларусь наиболее распространены порошкообразные моющие средства, но в последнее время жидкости и гели завоевывают все большие территории по их применению. Например, в США доля продаж таких средств составляет 50 % от общей продажи моющих средств. Жидкие средства имеют много преимуществ перед порошкообразными средствами: - обладают практически всеми достоинствами порошкообразных и пастообразных моющих средств: отлично растворяются и маловосприимчивы к жесткости воды, мягко воздействуют на кожу рук и не раздражают слизистую оболочку органов дыхания и обоняния человека, поэтому гели идеально подходят для людей, склонных к аллергии на сыпучие порошки. Их легко дозировать, поэтому они удобны в применении и могут использоваться для замачивания загрязненной одежды. Для стирки тканей, волокна которых легко деформируются под действием порошков, разрабатываются специальные мягкие формулы, преобладающее большинство которых выпускается в жидкой форме. К преимуществам жидких моющих средств относятся:

порошки могут не полностью раствориться и осесть на волокнах, являясь причиной раздражения кожи, а жидкие средства уже находятся в растворенном состоянии и лучше вымываются из волокон тканей:

в отличие от универсальных порошков, жидкие моющие средства содержат разнообразные смягчители, а также компоненты, препятствующие деформации ткани;

содержат в своем составе высокотехнологичные и эффективные, а главное более безопасные компоненты;

более надежны в хранении (не рассыпаются и не намокают как порошки), подходят не только для стирки одежды, но и для мытья разных поверхностей.[2], [3].