Синтетические моющие средства

CH2-OH
|
CH-OH
|
CH2-OH
CH2-O-CO-C15H31
|
CH-O-CO-C15H31
|
CH2-O-CO-C15H31
C17H35СООNa
CH3CH2COOCH3
Найдите среди предложенных формул формулу мыла.

Вспомните, о каких недостатках мыла мы говорили с вами ранее?
Какие виды пятен бывают на одежде?
Когда человек начал использовать для своих нужд мыло?

Цели урока:
Дать понятие о СМС и ПАВ,
Рассмотреть их получение и механизм действия при стирке,
Проанализировать влияние ПАВ и фосфатов на окружающую среду и здоровье человека.
Синтетические моющие средства.

Первое СМС появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось только для промышленного использования. Бытовые СМС выпускаются с 1935 года, когда они стали менее вредными для кожи рук.
1. Понятие о СМС и моющем процессе.
С тех пор разработан целый ряд СМС узкого назначения, а их производство – это важнейшая отрасль химической промышленности.

Не последнее место в списке бытовой химии занимают стиральные порошки.
Стирка – самый трудоемкий процесс в нашем быту. А помощниками в стирке являются поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Поверхностно-активные вещества -
это органические соединения, содержащие в молекулах одновременно две противоположные по свойствам группы:
полярную (гидрофильную) и неполярную (гидрофобную).

отрыв грязевых частиц от очищаемой поверхности,
перевод нерастворимых в воде грязевых частиц в раствор,
удержание этих плавающих
частиц в моющем растворе,
т.е. предотвращение
ресорбции.
Моющий процесс сводится
к обеспечению 3 этапов:

Первый и второй этапы стирки обеспечивают ПАВ.
К наиболее эффективным ПАВ относятся алкилсульфаты – это натриевые соли эфиров серной кислоты с высшими спиртами
RO-SO2-ONa,
где R – предельный углеводородный радикал с 8-18 атомами углерода.

1) получение сложного моноэфира серной кислоты и высшего спирта
(например, цетилового)
C16H33OH + H2SO4 →
цетиловый конц.
спирт серная к-та
→ C16H33O-SO2-OH + H2O
цетилсерная к-та
2. Основные этапы производства ПАВ.

2) нейтрализация полученного
соединения щелочью
C16H33O-SO2-OH + NaOH →
→ C16H33O-SO2-ONa + H2O натриевая соль
цетилсерной к-ты

В целом производство ПАВ сводится к следующим этапам технологического процесса:

3. Механизм действия ПАВ.
Гидрофобный «хвостик» связывается с частицами грязи. Гидрофильная «головка» цепляется за воду, уменьшая ее поверхностное натяжение, тем самым, помогая воде лучше смачивать отмываемую поверхность и отрывать частицы загрязнений.

Лабораторный опыт.
Цель опыта : изучить взаимодействие жесткой воды с растворами мыла и стирального порошка.
Перед вами 2 пробирки: в одной – мыльный раствор, в другой – раствор стирального порошка, а в колбочке – жесткая вода. Прилейте небольшое количество жесткой воды к растворам мыла и СМС, закройте пробкой и встряхните.
Что вы наблюдаете?
Как это можно объяснить?

1) обладают в 10 раз большей моющей способностью, чем мыла, т.к. кислотный остаток серной кислоты лучше сорбируется частицами загрязнения,
2) не боятся жесткой и даже морской воды, т.к. кальциевые соли алкилсерной кислоты растворимы в воде.
Характеристика ПАВ, используемых в СМС:

4. Компоненты стиральных порошков и их функции.
Фосфаты - уменьшают жесткость воды и увеличивают эффективность стирки.
Полимеры – предотвращают ресорбцию.
Силикаты – дополнительно защищают от коррозии.
Перборат натрия – отбеливает.
Оптический отбеливатель - маскирует пятна.
Энзимы - способствуют расщеплению белковых и жировых пятен на одежде.

5. Воздействие СМС на окружающую среду и организм человека.
- ПАВ отрицательно влияют на качество подземных питьевых вод и само очищающую способность водоемов, на использующих эту воду флору и фауну,
- водные растворы ПАВ дают стойкую пену, препятствуя аэрации и ухудшая тем самым биохимическую очистительную способность водоемов,
- водные растворы ПАВ усиливают коррозию металлов,
- проникая в организм, ПАВ способны вызвать грубые нарушения иммунитета, развитие аллергии, поражение мозга, печени, почек, легких, они способствуют возникновению злокачественных опухолей.
!
ПАВ являются одними из наиболее распространенных загрязнителей объектов окружающей среды, прежде всего, водных ресурсов:

Например, в Германии, Италии, Австрии, Норвегии, Швейцарии и Нидерландах применение фосфатных порошков запрещено законом. Во Франции, Великобритании, Испании содержание фосфатов в СМС строго регламентировано (не более 12%).
!
Попадая после стирки вместе со сточными водами в водоемы, фосфаты принимаются действовать как удобрения. Водоросли начинают расти с неимоверной силой. Это приводит не только к засорению водоемов, но и к дефициту воды и кислорода, а, следовательно, и к гибели гидробионтов.
В стиральных порошках, кроме ПАВ, используются фосфаты.
На Западе уже более 10 лет назад отказались от применения порошков, содержащих фосфатные добавки.

Как вы думаете, что мы будем подразумевать
под понятием «СМС»?
Вспомните, какие вещества мы назвали ПАВ?
Каков механизм действия ПАВ?
Почему за 5000 тысяч лет своего существования мыло не оказало существенного воздействия на окружающую среду, а СМС менее чем за 100 лет оказали воздействие???
?