Dodaj do listy

Mydło

Mydło znane było co najmniej od roku 600 p. n. e. kiedy to Fenicjanie otrzymali grudkową masę przez gotowanie koziego tłuszczu z ekstraktem popiołu drzewnego. Znajomość właściwości myjących mydła nie była jednak rozpowszechniona i nie było ono w szerszym użyciu aż od wieku osiemnastego. Z chemicznego punktu widzenia mydło jest mieszaniną soli sodowych lub potasowych długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, otrzymaną przez hydrolizę (zmydlenie) tłuszczu roślinnego za pomocą alkaliów. Popiół drzewny używany był jako źródło alkaliów do połowy XIX wieku, kiedy NaOH stał się dostępny handlowo.

Proces wytwarzania mydeł dzieli się na dwa etapy:

  • warzenie lub gotowanie mydła mające na celu zmydlenie tłuszczowców i wytworzenie masy mydlanej. W pierwszej kolejności następuje zmydlenie właściwe, w procesie ogrzania tłuszczu z niewielką ilością ługu sodowego (stężony NaOH) łącznie z wodą, aż do momentu sklejenia się masy. Mieszając dodaje się pozostałą ilość tłuszczu i ługu

C17H35COONa + H2O = NaOH + C17H35COOH

  • po otrzymaniu tzw. mydło klejowego, oddziela się z niego produkty uboczne przez wysalanie solą kuchenną. Powstają przy tym dwie warstwy: górna utworzona z właściwego mydła (rdzeniowego) i dolna – roztwór gliceryny i soli w wodzie. Warstwę spodnią usuwa się, i wysalanie powtarza się wielokrotnie, aż do uzyskania produktu, noszącego nazwę  wysół.
  • na koniec przeprowadza się konfekcjonowanie, czyli nadanie mydłu postaci i właściwości, wymaganych przez konsumenta

Zależnie od składu można wyróżnić: mydła alkaliczne (rozpuszczają się w wodzie, stałe mydła sodowe, np. mydło toaletowe, oraz maziste mydło potasowe, np. tzw. mydło ciekłe), mydła magnezowe, które są ciekłe w temperaturze pokojowej (służą do produkcji szamponów, płynów do kąpieli i mydeł w płynie), mydła litowe, które są pół-ciekłe w temperaturze pokojowej i słabo rozpuszczają się w wodzie (nie stosuje się ich jako środków myjących, lecz stosuje jako dodatki do litowych smarów łożyskowych), mydło wapniowe i metali ciężkich (nierozpuszczalne w wodzie, stosowane do produkcji smarów i napalmu), mydło kalafoniowe (żywiczne, stosowane jako kleje i sykatywy).

Wpływ kwasu octowego na mydło:

Wobec obecności kwasu octowego następuje zmętnienie roztworu mydła: związane jest to z wypieraniem przez słaby kwas octowy słabszego i  trudno rozpuszczalnego kwasu palmitynowego.

C15H31COONa + CH3COOH →  C15H31COOH + CH3COONa

Określanie odczynu wodnego roztworu mydła:

W obecności mydła papierek lakmusowy zabarwia się na zielono-niebiesko, co wskazuje na alkaliczny odczyn wodnego roztworu mydła:

C15H31COONa + H2O → C15H31COOH + NaOH

C15H31COO- + Na+ +H2O → C15H31COOH + Na+ + OH- (zasada sodowa)

MYDŁA STANOWIĄ SOLE POCHODZACE OD SŁABYCH KWASÓW I MOCNYCH ZASAD, KTÓRE W WODZIE ULEGAJĄ HYDROLIZIE.

Badanie napięcia powierzchniowego wody:

Żyletka utrzymuje się na warstwie wodnej, a tonie w roztworze mydła. Pojawiające się w roztworze wody jony wodorotlenkowe powodują obniżenie napięcia powierzchniowego.

Oddziaływanie roztworu mydła z twardą wodą:

W obecności rozcieńczonego roztworu MgCl2 roztwór mydła ulega zmętnieniu wobec wykształcenia się mydeł nierozpuszczalnych w wodzie

C15H31COONa + MgCl2 → (C15H31COO)­2Mg¯ + 2NaCl

Nierozpuszczalne mydła nie podlegają procesom dysocjacji i hydrolizy.

Surowe grudki mydła zawierają oprócz mydła glicerynę i nadmiar alkaliów, ale mogą być oczyszczone przez zagotowanie z wodą i dodanie NaCl w celu wytracenia czystych soli: karboksylanów sodowych. Czyste mydło, które się wytrąca, jest następnie suszone, perfumowane i prasowane w kostki do użytku w gospodarstwie domowym. Do mydeł kolorowych dodaje się barwników, do leczniczych dodaje się antyseptyków, do mydeł do szorowania – pumeksu, mydła zaś które mają pływać w wodzie, spienia się. Jednak niezależnie od tych dodatkowych operacji i od ceny mydła, wszystkie one są pod względem chemicznym praktycznie tym samym.

Mydła wykazują własności czyszczące, ponieważ dwa końce cząsteczki mydła maja diametralnie odmienną naturę. Jeden koniec długołańcuchowej cząsteczki, będący karboksylanem sodu, jest jonowy i dlatego jest hydrofilowy („lubi” wodęe byla iwośći wmyjąccyh udkową maśe przez gotowanie koziego tłuszczu z ekstraktem popiołu drzewnego. ). W efekcie próbuje on rozpuścić się w wodzie. Natomiast druga węglowodorowa część cząsteczki jest niepolarna i hydrofobowa („boi” się wody). Stara się więc ona uniknąć wody i rozpuścić w tłuszczu. Sumarycznym efektem tych dwóch przeciwstawnych tendencji jest powinowactwo mydeł zarówno do tłuszczu jak i do wody, z czego wynika ich przydatność jako środków myjących.

Gdy mydła zostają rozproszone w wodzie, długie węglowodorowe ogony skupiają się razem w splątaną hydrofobową kulę, a jonowe „głowy” wystają na zewnątrz do warstwy wodnej. Te kuliste skupienia nazywane są micelami. Kropelki tłuszczu i oleju rozpuszczają się w wodzie, gdy zostaną pokryte niepolarnymi „ogonami” cząsteczek mydła ze środka miceli. Gdy zostaną rozpuszczone, tłuszcz i brud mogą zostać spłukane.

Mydła pomagają nam w życiu, mają jednak wady. W wodzie twardej, która zawiera jony metali, rozpuszczalne karboksylazy sodu przekształcają się  w nierozpuszczalne sole wapniowe i magnezowe, pozostawiając znany wszystkim  brudny pierścień w wannie, czy nadając szarawy odcień białej odzieży. Chemikom udało się ominąć ten problem, syntezują klasę syntetycznych detergentów opartych na solach długołańcuchowych kwasów alkilobenzenosulfonowych. Zasada działania syntetycznych detergentów jest taka sama jak w przypadku mydeł: Alkilobenzenowy koniec cząsteczki ma powinowactwo do brudu, natomiast obdarzony ładunkiem koniec sulfonianowy jest hydrofilowy. Jednakże, odmiennie niż w przypadku mydeł, detergenty Detergenty syntetyczne związki chemiczne, występujące m.in. w środkach piorących, nieobojętne dla zdrowia człowieka, wywołujące alergię (niekiedy są rakotwórcze). Nie ulegają łatwemu rozkładowi. Zanieczyszczają... Czytaj dalej Słownik geograficzny sulfonianowi nie tworzą nierozpuszczalnych soli w twardej wodzie i nie zostawiają niemiłych osadów.

Środki piorące.

Związki powierzchniowo czynne są głównym składnikiem środków piorących. Cząsteczki brudu, głownie tłuszczu, sadzy, kurzu, itp. mają z reguły względną przenikalność elektryczną niższą niż tkanina, a tym bardziej woda. Cząsteczki powierzchniowo czynne przyczepiają się hydrofobowym łańcuchem do cząstek brudu, a grupa polarna jest wciągana do wody. Odmyciu brudu sprzyja obniżone napięcie powierzchniowe wody. Ruch wody powoduje odrywanie się cząstek brudu z otaczającą je warstwą cząsteczek powierzchniowo czynnych. Aby nie dopuścić do ponownego osadzania się brudu, dodaje się do środków piorących związki silnie adsorbujące się na czystej tkaninie (np. metylocelulozę), pokrywające świeżo oczyszczone miejsca.

Bańki powietrza wychwytują wewnętrzną, hydrofobową częścią hydrofobowe cząstki pływające w wodzie i unoszą je ku górze. Taki proces wynoszenia zawiesin za pomocą baniek powietrza na powierzchnie roztworu zwany jest flotacją.

Syntetyczne środki powierzchniowo czynne (detergenty) odznaczają się nie tylko większą efektywnością niż zwykłe mydła, ale mogą być stosowane bezpośrednio w wodzie twardej.

W wodzie twardej mydła (sole sodowe wyższych kwasów tłuszczowych) tworzą z jonami wapnia nierozpuszczalny w wodzie osad mydła wapniowego:

2C17H35COONa + Ca2+ = (C17H35COO)2Ca + 2 Na+

Powszechne stosowanie detergentów stwarza poważny problem, jakim jest wzrastające szybko zanieczyszczenie rzek i zbiorników wodnych, trwałymi syntetycznymi środkami piorącymi. Jeden z podstawowych detergentów, dodecylobenzenosulfonian sodowy CH3(CH2)11C6H4SO3Na, nie rozkłada się bowiem pod wpływem bakterii i utrzymuje się w wodzie do dwóch tygodni w nie zmienionym składzie niszcząc życie biologiczne w wodzie.

Z tego względu w ostatnich latach wycofuje się z użycia detergenty, których okres rozkładu w wodach otwartych przekracza dwie doby.

Przy zbyt dużych stężeniach roztwory wielu związków typu R – COO- lub R – NH3+, gdzie R oznacza długi łańcuch hydrofobowy, tracą w dużym stopniu właściwości powierzchniowo czynne. Po przekroczeniu tzw. stężenia krytycznego przewodnictwo roztworu gwałtownie maleje. Podobnie wygląda zależność przewodnictwa od czasu. Świeżo przyrządzony, stężony roztwór mydła po dodaniu wody pieni się bardzo dobrze. Ten sam roztwór pozostawiony na dwa dni nie daje z wodą piany. Przyczyną zaniku właściwości i powierzchniowo czynnych jest łączenie się poszczególnych cząsteczek w większe cząsteczki koloidalne – micele.