Моющие средства в жизни человека

Нас повсюду окружают предметы и изделия, изготовленные из веществ и материалов, которые получены на химических заводах и фабриках. А в повседневной жизни каждый человек осуществляет множество химических реакций. Например, умывание с мылом, стирка с использованием моющих средств, приготовление пищи — это тоже химические процессы. Не стоит далее перечислять химические процессы, которые проводит человек в повседневной жизни. Химия - это наука, важная часть естествознания. В настоящее время часто можно слышать слова: «химия испортила природу», «химия загрязнила водоём» и т. д. На самом же деле наука химия здесь вовсе не причем! Люди, используя результаты науки, безответственно относятся к требованиям правил безопасности. Наука не может быть хорошей или плохой. Наука — накопление и систематизация знаний. Другое дело, как и в каких целях человек использует эти знания. Понимание сущности химических процессов, с которыми мы встречаемся в повседневной жизни, в быту, может принести человеку пользу.

В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (СМС). Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах,

СМС – это композиции, в состав которых входят поверхностно-активные вещества (ПАВ) –— 15-20% и различные добавки – органические и неорганические.

ПАВ – это органические вещества, в молекулах которых имеются гидрофобные (водоотталкивающие) и гидрофильные (любящие удерживать воду) части. Гидрофобная часть определяется углеводородными радикалами (например, С17Н35- или С12Н25-), способными проникать и взаимодействовать с загрязняющим веществом (жиром). Гидрофильная часть – это полярные группы (например, -СООН, -СООNa, -SO3H, -SO3Na, -OH), которые легко растворяются в воде и переводят грязевые частицы в моющий раствор. Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду в виде эмульсии или суспензии.

Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Ученые не располагают информацией о начале приготовления мыла в арабских странах и Китае. Самое раннее письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23—79 годах. ). В книгах под названием «Естественная история», которые, по существу, были энциклопедией естественнонаучных знаний античности, Плиний писал о способах приготовления мыла омылением жиров. Он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды. Несмотря на то, что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов до конца была не ясна. Лишь на рубеже 18 и 19 веков была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность использования их в приготовлении мыла.

Мыла представляют собой соли (чаще всего натриевые или калиевые) высших жирных кислот, главным образом, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой. Их получают кипячением твердых (сало) либо жидких (растительное масло) жиров с гидроксидом натрия или калия:

H2C-O-CO-(CH2)16-CH3

HC-O-CO-(CH2)16-CH3 + 3NaOH

H2C-O-CO-(CH2)16-CH3

HC-OH + 3CH3(CH2)16COONa октадеканоат (стеарат)

H2C-OH натрия пропантриол-1,2,3

(глицерин)

Получение мыла из жиров можно осуществлять различными способами. Они отличаются друг от друга как по степени полноты гидролиза жира, так и по тому, в какой среде – водной или спиртовой – происходит омыление. На производстве омыление осуществляют в водной среде, идет оно довольно медленно (несколько часов), поэтому для увеличения скорости реакции следует использовать спиртовой раствор. Спирт растворяет жир, создается однородная среда, что значительно ускоряет реакцию.

После завершения омыления к продуктам реакции добавляют хлорид натрия (насыщенный раствор) для высаливания полученного мыла.

Мыло – поверхностно-активное вещество (ПАВ). Оно снижает поверхностное натяжение воды и тем самым повышает ее смачивающее действие. Моющее действие мыла обусловлено тем, что анионы мыла обладают сродством как к жирам, так и к воде. Анионная карбоксигруппа гидрофильна, а углеводородная цепь жирной кислоты гидрофобна. Гидрофобная атомная группа способствует растворению мыла в неполярной среде, т. е. в жире . В результате происходит образование мицеллы – агрегата из загрязняющего жира и молекул мыла. Эти мицеллы смывают с загрязненной поверхности водой.

Взаимодействуя с ионами кальция, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют вместо пены нерастворимые кальциевые соли (пленку на поверхности воды). В результате этого мыло расходуется бесполезно.

В настоящее время покупка свечи доступна каждому почти так же, как спички. Однако так было далеко не всегда. В начале прошлого века на Руси свечи ценились очень дорого, и в домах простых людей обычно горела лучина или лампада с маслом. (Керосиновые лампы появились позже). О щедрости людей судили по тому, какого размера свечу зажигал человек при посещении церкви.

В прошлом веке производство свечей было развитой отраслью промышленности. Свечи были восковые, сальные и парафиновые. Первые свечи были восковые. Пчелиный воск — это дар природы и свеча из него могла быть изготовлена самым примитивным способом. Гораздо позже воск стали очищать. Это достигалось плавлением воска и фильтрованием в расплавленном состоянии через ткань. Следует отметить, что с американских континентов в Европу завозился растительный воск. Он применялся для изготовления свеч взамен пчелиного, однако был гораздо дороже и потому не выдерживал конкуренции. Сальные свечи готовили из вытопленного сала, которое затем очищали механически (процеживанием через ткань) и обесцвечивали так же, как и воск. При горении сальные свечи сильно коптили. Парафиновые свечи вначале были довольно дорогими, так как парафин извлекали при перегонке дегтя растительных веществ. Затем в Англии его начали добывать из торфа. Однако и в том и другом случае он получался лишь в небольших количествах. Коренное изменение произошло с налаживанием крупномасштабной переработки нефти. Сейчас свечи — это один из наиболее доступных нефтехимических продуктов.

Практическая часть

Изготовление свечи из хозяйственного мыла.

Реактивы и оборудование: кусок хозяйственного мыла, раствор уксусной кислоты (2н), консервная банка, стеклянная палочка, ложка, нож, фильтровальная бумага, электрическая плитка, водяная баня, нитка для фитиля.

Ход работы

Ножом нарезаем кусочки хозяйственного мыла и складываем их в чистую консервную банку. Наливаем воды, чтобы она с избытком накрывала кусочки мыла, и ставим банку на водяную баню, непрерывно помешивая ее содержимое до растворения. Когда мыло полностью растворится и раствор станет однообразной кашицей, консервную банку снимаем с водяной бани и приливаем (осторожно) 7-8 мл 2н раствора уксусной кислоты. Под действием уксусной кислоты из раствора выделяется и всплывает на поверхность густая белая масса – стеарин (смесь стеариновой C17H35COOH и пальмитиновой C15H31COOH кислот):

C17H35COONa + CH3COOH C17H35COOH + CH3COONa стеарат натрия уксусная кислота стеарин ацетат натрия

Даем ей остыть и, собирая стеарин с поверхности ложкой, перекладываем его в чистую посуду. Затем два-три раза промываем водой и заворачиваем в чистую белую тряпку или фильтровальную бумагу, чтобы впиталась лишняя влага. Обезвоженный стеарин расплавляем. Для изготовления свечи окунаем многократно толстую витую нить в полученный расплавленный стеарин, каждый раз давая стеарину затвердеть на фитиле. Поступать таким образом следует до тех пор, пока на фитиле не нарастет свеча достаточной толщины.

Чтобы получить красивую фигурную свечу, фитиль желательно сначала пропитать 1-2 слоями стеарина и закрепить в форме так, чтобы он проходил точно по центру формы и был немного натянут. Затем в форму заливают горячий стеарин. Для окрашивания свечи в рабочую смесь вводят ионы (Сr3+ - зеленый, Cu2+ - голубой, Ni3+ - светло-зеленый, Co2+ - синий и т. д. ).

Приготовление самодельного мыла.

Реактивы и оборудование: кусок детского мыла, вода, ароматические (эфирные) масла, кастрюля, ложка, нож, фильтровальная бумага, электрическая плитка, водяная баня, формочка.

Ход работы

Детское мыло натереть на мелкой тёрке.

Вылить масла-основы в кастрюлю и поставить на водяную баню, высыпав туда же мыльную стружку. Всё хорошо перемешать.

Мешая мыльную стружку, аккуратно, неторопливо влить в кастрюлю горячую воду (100-150 мл). Помешивать полученный мыльный раствор до полного растворения комочков. В среднем процесс плавления занимает от 30 минут до трех часов. Следить за водой в кастрюле, чтобы она не выкипела. (Можно натереть мыло заранее и оставить его в теплой воде на сутки).

Когда мыло растворится, высыпать в него добавки (лепестки роз и др. ). И еще немного подержать на бане, прогреть как следует.

Затем, снять кастрюлю с огня и добавить необходимое количество эфирных масел. Они испаряются при нагревании, поэтому перемешивать необходимо быстро.

Вылить всё содержимое кастрюли в заранее приготовленную форму. В качестве формочки подойдет любая пластиковая тара: банка из-под майонеза, стаканчик, детские формочки и др. Важно, чтобы у тары диаметр горлышка был шире диаметра низа. Иначе мыло будет трудно извлечь. Поставить охлаждаться на несколько дней.

Готовое мыло не продавливается и хорошо отходит от стенок формочки, его можно извлечь. Для созревания мылу надо порядка 2-7 дней.

Заключение

Действительно, химия всюду вокруг нас. И надо правильно, рационально, безопасно использовать результаты труда этой науки. Необходимо избегать покупки несертифицированных товаров с сомнительным происхождением, а в случае необходимости уметь оказывать первую помощь пострадавшему.

При попадании СМС на слизистые оболочки глаз возникает конъюнктивит, возможны помутнение роговицы и воспаление радужной оболочки. При вдыхании СМС могут появиться осложнения со стороны органов дыхания, включая ожог и пневмонию. В случае приема внутрь нарушается работа пищеварительной системы, возникает рвота, в тяжелых случаях поражается нервная система, снижается или повышается артериальное давление, возникают явления кислородной недостаточности. Постоянный контакт с моющими средствами ведет к развитию аллергических заболеваний, в частности, крапивницы.

При попадании моющих средств на слизистые оболочки глаз их надо промыть сильной струёй воды. В случае приема внутрь — промыть желудок водой. В тяжелых случаях необходимо обращение к врачу.

Трудно представить жизнь современного человека без использования химических веществ.

Проделанная работа по созданию проекта не только помогла узнать много нового, научила постановке эксперимента, но и была очень интересной, требовала самостоятельности, творческого подхода, большой ответственности.