«Синтетические моющие средства» Стукалов Артем
Скачать 266.74 Kb.
|
1 2
Министерство образования Российской Федерации МОУ средняя общеобразовательная школа № 1 РЕФЕРАТ «Синтетические моющие средства» Выполнил: Стукалов Артем 11 «Б» класс Проверил: преподаватель химии высшей категории Десятниченко О.А. Слайд – презентация преподаватель информатики первой категории Рейзвих Т.Н. ВОЛХОВ 2005 Содержание:
7. Список литературы............................................................ стр.27 Вступление: Есть вещества, которые являются спутниками человека всю жизнь – от начала до конца. К таким веществам относится мыло. Вспомним с детства знакомые строки: «Надо, надо умываться По утрам и вечерам А немытым трубочистам Стыд и срам!» Сейчас, даже трудно поверить, что было такое время, когда о мыле люди и не слышали. А ведь оно появилось сравнительно недавно. Но история не сохранила имени того, кто его изобрел. Хотя, может быть, никакого изобретателя никогда и не было, а все произошло случайно. Примерно так. У древних людей существовал обычай (он сохранился кое-где и теперь): готовясь к празднику, смазывать волосы растительным или животным жиром. А в связи с печальными событиями, в дни траура и горя, на голову сыпали золу. Выражение «посыпать голову пеплом» живет и поныне во многих языках. Что же произойдет, если вслед за праздником придет беда и если после умасливания голов их придется посыпать пеплом? Очевидно, жир и зола смешаются – и образуется довольно неприятного вида корка. Но если вытерпевшую столько невзгод голову опустить в воду и потереть, то не только зола и жир, но и вся другая грязь немедленно отмоется. Так случилось раз, другой. Люди заметили это. И, в конце концов, решили, что приготовлять такую моющую смесь гораздо удобнее в горшке, а не на своей голове. Но однажды посудина с жиром и золой оказалась у огня, разогрелась, смесь в ней закипела. Хозяйка, заметив это, испуганно отодвинула горшок. - Вот несчастье! Наверное, испортилось добро... И долго потом не могла успокоиться. А когда горшок остыл, поддела пальцем комочек варева, окунула руки в воду, потерла ладонь о ладонь. На руках появились и чуть слышно зашелестели, лопаясь, белые пузырьки. Вода их смывала, а вместе с ними исчезла и грязь. Такими чистыми руки у древней хозяйки никогда не были. Это родилось мыло. Согласно греческой мифологии у бога врачевания Асклепия были дочери Гигея и Панацея. Панацея персонифицировалась с исцелением, а Гигея – со здоровьем. От имени Гигея произошло слово «гигиена». Гигиенические мировоззрения греков и римлян составили основу античного культа тела. Римские бани – термы – были не только местом, где можно помыться, но и средоточием общественной жизни: « В общественных банях он бывал редко: разве что появиться ... вызывающий восхищение ритор, о котором идет молва ... или когда ... происходили особенно интересные состязания»(1). О гигиене в средневековой Европе единого мнения нет. Одни полагают, и это всячески обыграно в многочисленных книгах и фильмах, что люди в то время мылись крайне редко: « Свадьба состоится через три недели, какой резон мыться раньше? В мое время девушки не стремились лишний раз раздеться под предлогом смывания грязи. Частое мытье – грех перед Господом»(2). Другие опровергают это: «Крис ... считал, что средневековые люди были грязными и вонючими, облепленными многолетней грязью. Но все обстояло не так ; эти люди казалось, делали фетиш из чистоты ... . Рядом ... находилась лохань с испускавшей пар водой и лежала скроенная из грубой ткани рукавица для мытья ... Крис ... принялся усердно скрести себя ... наконец он объявил, что закончил. Но мальчик ... возразил: « Мастер Кристофер, вы еще не чисты ...». Мальчик тер его тряпичной мочалкой. Это продолжалось ... не меньше часа»(3). Люди давно поняли, как важна гигиена для здоровья: « ... умываясь... он вспоминал, как ... она заставляла его тщательно мыться с мылом, говорила, что это убережет ... от вшей и чирьев»(4). Моющие средства, среди которых важное место занимает мыло, облегчают процессы мытья, стирки и, бесспорно, стали предметами первой необходимости. В годы воин, разрухи и лихолетья мыло, наряду с продуктами питания, относилось к категории строго нормируемых, жизненно необходимых товаров. Писатель – фантаст К. Булычев, повествуя о путешествии в мир древнегреческого житья, пишет: «Не знаю, какие сумочки носили... гречанки, но мне сумка нужна ... . Я положу лишь то, что кладут все женщины мира: зеркало ... гребень ... мыло ... – Никакого мыла! Оно еще не изобретено!»(5). Однако это заблуждение: в те легендарные времена уже пользовались мылом. Описываемые события автор относит к 6 в. до н. э. , а мыло, как обыденная вещь, упоминается уже в тексте 7 в. до н. э. («умылся мылом и много употребил на себя щелоку...»). Что же такое мыло? Мылом называют соли щелочных металлов и высших жирных кислот, преимущественно стеаритиновой, пальмитиновой и олеиновой. Получение мыла: Если учесть, что растительные и животные жиры и масла – это производные глицерина и жирных кислот, а жировое мыло – это натриевая соль тех же кислот, можно сделать вывод, что от масла до мыла всего один шаг. Этот шаг – превращение масла в мыло – известен людям давно. Традиционно мыло получали расщеплением жиров щелочами, т. е. для получения мыла нужны жиры и щелочи – вещества, известные с древнейших времен. Гидроксид натрия (калия) можно получить обменной реакцией между гашеной известью и содой или поташом. Известь прочно вошла в жизнь человека, очевидно, еще до строительства Вавилонской башни. Получали ее обжигом костей или известняка: «Притащили ... груду известняка ... распространенной серой породы ... . Из этих камней, рассыпавшихся при прокаливании их на огне, получалась жирная негашеная известь ...» (6, стр. 116): CaCO 3 = CaO + CO2 CaO + H2O = Ca (OH)2 «Добыть соду оказалось не так уж трудно ... . Колонисты собрали ... груды водорослей ... высушили, а потом сожгли ... температура поднялась так высоко, что зола расплавилась; в результате пережигания получилась сплошная сероватая масса, давно известная под названием натуральной соды» (6, стр. 152), – не комментируя точность приводимого Жюлем Верном описания, отметим, что действительно соду, наряду с поташом, с древности извлекали преимущественно из золы растений. «Сварить» мыло, в принципе, можно из любого природного жира. Можно обойтись без едкого натрия или калия, заменив их содой (поташом), а то и растительной золой, но качество продукта и условия проведения процесса при этом, будут существенно отличаться. Избежать осложнений можно, придерживаясь следующей методики. В керамическом или стальном сосуде расплавте 70 грамм говяжьего и 30 грамм свиного жира, при перемешивании порциями добавьте раствор 25 грамм едкого натрия в 30 миллилитрах воды и грейте смесь 30 минут на кипящей водяной ванне, добавляя по мере испарения воду: C3H8O6R3 + 3NaOH = 3RCOONa жир мыло Добавте 100 миллилитров 20%-ного раствора хлорида натрия и, нагревая смесь, добейтесь появления пены. Снимите затвердевший при охлаждении слой мыла и осторожно промойте небольшим количеством холодной воды; завернув в ткань, отожмите, тщательно разомните и, подогрев, придайте желаемую форму. Свойства мыла: 1.Химические: - горение мыла в пламени спиртовки: При горении мыла образуются углекислый газ, вода и минеральная соль, которая затрудняет дальнейший ход процесса. Например, исчерпывающее окисление стеарата натрия протекает следующим образом: 2C17H35COONa + 5O2 = 35CO2 + 35H2O + Na2CO3 Однако в реальных условиях не весь содержащийся в мыле углерод успевает прореагировать с кислородом и наблюдается выделение углерода в виде сажи. - взаимодействие мыла с кислотами и солями: К раствору мыла в дистиллированной воде добавьте несколько капель серной или соляной кислоты, затем раствора медного или железного купороса. Наблюдается выпадение осадков малорастворимой в воде кислоты или соли:  RCOONa + HCI = RCOOH + NaCI 2RCOONa + CuSO4 = (RCOO)2Cu + Na2SO4 Соли высших жирных кислот, кроме солей калия, натрия, аммония, практически нерастворимы в воде, и мыло плохо мылится в воде, содержащей большое количество солей кальция и магния – образующиеся в результате обменных реакций соли выпадают в осадок. Поэтому гидроксид кальция для получения мыла не используют: «Обработка жира известью дает нерастворимое и, следовательно, бесполезное мыло, тогда как при обработке содой получилось бы растворимое мыло, которое могло пригодиться колонистам в быту» (6, стр. 152). Моющий эффект обусловлен процессами, происходящими на поверхности раствора, где в связи со спецификой строения сосредоточены молекулы мыла (такие вещества называют поверхостно-активными – ПАВ). В воде мыла – растворимые соли – диссоциируют на ионы: RCOONa = RCOO– + Na+ . Анион RCOO– состоит из: протяженного гидрофобного углеводородного фрагмента – «хвоста – R» и гидрофильной «головы – COO– » . Наличие «не любящего воду» фрагмента приводит к тому, что в растворах мыло существует в виде макромолекулярных образований – мицелл – совокупности анионов, ориентированных гидрофобными «хвостами» внутрь, а заряженными «головами» наружу, где формируются слой из полярных молекул воды – растворителя. Увидеть мицеллы без специальной аппаратуры нельзя, но, проделав несложный опыт, можно косвенно убедиться в их существовании. Физические: - источник активности. До сих пор еще встречаются попытки приписать таинственную обновляющую способность мыла то щелочи, то пене, то жирным кислотам. Но получены мыла, моющие даже в кислых растворах, без участия пены. Что же общего у таких мыл, как распознать их свойства? Многие из их характерных свойств можно обнаружить очень простыми опытами: Из алюминиевой фольги сделаем лодочку. На месте руля закрепим крохотный кусочек мыла. И лодочка будет некоторое время двигаться по чистой поверхности воды. Почему так происходит? Чтобы найти движущее начало, поставим другой опыт: насыплем немного зубного порошка (а лучше талька) в стакан с чистой водой, чтобы вся ее поверхность покрылась белой пленкой. Если прикоснуться к ней концом булавки или спички, смазанной мылом, поверхность моментально очистится, образуется «микропрорубь». Так еле заметное количество мыла на наших глазах совершает работу, двигает лодочку и разрывает пленку талька. У обоих опытов общая особенность: нельзя заставить двигаться остановившуюся лодочку, как нельзя на старой поверхности еще раз прорвать пленку талька. Когда вся поверхность покрывается пленкой мыла, оно перестает «работать».  Секрет движущейся лодочки, как мы видели, скрыт в тонкой пленке мыла. Молекулы поверхностного слоя любой жидкости отличаются от расположенных в глубине тем, что силы межмолекулярного сцепления действуют на них практически только со стороны жидкости. В результате появляется сила, стремящаяся втянуть их в жидкость, а тем самым и сократить ее поверхность, собрать жидкость в каплю. Вода отличается большим по сравнению с другими жидкостями поверхностным натяжением, потому что она наиболее полярная жидкость. В противоположность воде многие органические жидкости, например керосин, бензин, парафин, скипидар, аполярны, электроны в их молекулах распределены равномерно между атомами водорода и углерода. Такие аполярные молекулы являются цепочками углеводов и изображаются либо прямой ( ), а точнее, зигзагообразной линией ( ^^^^^^ ), где каждый изгиб соответствует группе – CH2 – . Неполярный характер углеводородов предопределяет малое сцепление между их молекулами, а, следовательно, и низкое поверхностное напряжение. Этим же вызвана и несовместимость их с водой, гидрофобность (враждебность воде). Жидкие углеводороды легко растекаются по всяким поверхностям и пристают к ним. Лодочка движется, потому что малое количество мыла снижает поверхностное натяжение воды почти в три раза, приближая ее в этом смысле к маслу.Собственно, описанные выше опыты можно было бы проделать и с любым маслом. Например, брызнуть на пленку талька эфирным маслом из апельсиновой корки, и результат будет такой же, как от мыла. Знаменитому американскому ученому В. Франклину удалось сгладить рябь на поверхности водоема площадью в 0,2 гектара всего лишь одной чайной ложкой масла. Расчет показывает, что толщина пленки была в 20.  10-8 сантиметра, то есть в одну молекулу.- молекулы поверхностно - активных веществ. При растворении незначительного количества мыла вода становится пронырливой, как керосин. Однако этим, собственно, и ограничивается сходство такой воды с маслом. Результат от контакта поверхностей с мыльной водой и маслом совершено разный. Секрет такого перевоплощения – в строении молекул мыла. В отличие от молекул керосина, состоящих из одного лишь углеводородного хвоста и потому не способных растворяться в воде, молекулы мыла двулики: они легко распределяются в воде и вместе с тем «выжимаются» водой, скапливаясь на ее поверхности, и образуют молекулярный частокол.   Способность накапливаться (адсорбироваться) на поверхности твердых тел и жидкостей с образованием молекулярного слоя называют поверхностной активностью. Мыло – типичное поверхностно – активное вещество. Этим оно обязано сочетанию гидрофобного хвостика с гидрофильной (любящей воду) головой, то есть того, что с одной стороны объединяет его с маслом, а с другой стороны – с водой. Поэтому «силуэт» молекул мыла и других поверхностно – активных веществ . Это детское по простоте изображение принято в научной литературе всех стран. Несмотря на простоту строения, поведение молекул поверхностно-активных веществ, как мы увидим ниже, различается большой сложностью, заставляющей ученых вести горячие споры на всемирных конгрессах, специально посвященных этим веществам. Так, если частокол молекул обращен наружу хвостами молекул, поверхность гидрофобна, если головами – гидрофильна. Если над первым рядом выстраивается второй (с обратной ориентацией), поверхность снова становится гидрофильной и т.д. Но какова не была бы сложность «тактики» этих молекул, она определяется древним правилом: подобное растворяется в подобном. Идея синтеза всех поверхностно-активных веществ, включая мыло, проста – объединить аполярный хвост с полярной головкой. Хвост – это углеводороды из нефти и газа; полярная голова – сочетание электроотрицательных жаждущих электронов атомов O, N, P, S, СI c уступающими их атомами H, Na, K, Ca, Mg, например: – COONa, – SO3Na, – (NH3) + CI, – OH. Однако если бы все было так просто, не пришлось бы тратить пищевые жиры на мыло. Трудности заключаются не только в синтезе этих соединений (ведь надо расшевелить химических «ленивцев», какими является цепочки углеводородов), нужно уравновесить эти два «враждующих» начала – «фобное» и «фильное», а они определяются не только количеством атомов и длиной углеводородной цепи. Для каждой полярной группы нужно подобрать хвост по «рангу», к хорошему хвосту прикрепить подходящую голову. Благодаря сочетанию таких разнородных частей, какими являются хвост и голова поверхностно-активных веществ, они выполняют посредническую, «дипломатическую» функцию, часто примиряя плохо совместимые друг с другом воздух и воду в пене, масло и воду в эмульсиях, твердое с жидким – в коллоидных растворах. Однако при противоположной ориентации молекул поверхностно-активных веществ наблюдается противоположное действие, «разъединяющее», как при гидрофобизации смачиваемых водой поверхностей, например ткани. В каждом из этих сочетаний нужны определенный хвост, своя полярная голова и оптимальное соответствие их друг другу. Попытаемся разобраться в секретах этого соответствия, а потом узнаем, какими путями синтезирует молекулы-гибриды при стирке. Очутившись в воде, молекулы поверхностно-активных веществ с поразительной скоростью строятся в «боевые порядки», их чуждые в воде хвосты выталкиваются из нее наружу. Молекулы собираются на поверхности воды, пока не возникнет сплошной сомкнутый строй их, а хвосты не станут торчком. Внутри раствора молекулы поверхностно-активных веществ, сцепляясь хвостами, обращаясь к воде гидрофильными головками. И здесь «стихийно» возникают отряды боеспособных поверхностно-активных веществ, так называемые мицеллы (по-латыни – крошечки). Как только моющий раствор попадает на загрязненную ткань, молекулы поверхностно-активных веществ занимают новые рубежи, закрепляясь на ее поверхности. Одновременно происходит высадка «десантов». Достигнув границы с «неприятелем», мицеллы «раскрываются», распадаясь на сотни активных теперь молекул. Под их натиском поверхность грязи перерождается и переходит на сторону воды. По всему фронту устанавливается тесный контакт враждебной ранее грязной поверхности с моющим раствором, происходит смачивание. Отдельные молекулы «просачиваются» в расположение грязи, проделывают здесь ходы, расширяют их и расчленяют ее на отдельные участки, обеспечивая доступ сюда воды. Теперь достаточно немного трения и встряски, чтобы грязь распалась и отлипла. Противник – жирная грязь – оторвана от чистого белья, но еще грозится занять прежние позиции. Она готова собрать свои силы, объединиться в хлопья и покрыть ткань грязно-серым налетом. Но молекулы поверхностно-активных веществ берут частицы грязи в окружение, надежно изолируют друг от друга и от чистой ткани, защищают ее. Мицеллы также не бездействуют. Они затягивают и поглощают мельчайшие капельки жировых загрязнений. Так происходит стабилизация грязи в моющем веществе. |
1 2
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Химия в нашей жизни Поверхностно-активные вещества, синтетические душистые вещества, физиологически активные вещества и синтетические лекарственные средства,... | | Сульфаниламидные препараты. Синтетические противомикробные средства разной химической структуры Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинская государственная медицинская... |
| Методические рекомендации по изучению дисциплины основы оперативно-розыскной Стукалов В. В., кандидат юридических наук, доцент кафедры оперативно-разыскной деятельности и специальной техники Краснодарского... |  | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сравнение органических соединений с неорганическими. Природные, искусственные, синтетические органические соединения |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Искусство как высшая форма эстетического постижения мира. Синтетические виды искусства | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ч. азотосодержащие органические вещества, белки, синтетические высокомолекулярные вещества |
| Тема исследования Артем Торопов, ученик 9 класса Устьевской основной общеобразовательной школы Собинского района | | Устойчивость на курсе и поворотливость. Главными управляющими устройствами на судне являются средства управления рулем, средства управления движителем, средства активного... |
| "Ученик года" "Интеллектуал – 2009" Артем Екимов, учащийся 11 класса моу "Средняя общеобразовательная школа №55" имени А. И. Анощенкова | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Понятие «средства обучения». Средства материализации умственных действий. Технические и аудиовизуальные средства обучения. Использование... |
| Семинар Изобразительные и выразительные средства языка Термины Термины: изобразительные средства, выразительные средства, метонимия, метафора, персонификация, синекдоха, ирония, зевгма, каламбур,... | | Сценарий проекта Автор : Новиков Артем Владимирович, ученик 9 класса Орловский государственный педагогический институт, русский язык и литература, учитель русского языка и литературы |
| Исследовательская работа: Исполняли интернациональный долг… Работу... Почему же советские войска оказались на территории Афганистана? | | Тематическое планирование по химии 11 класс Предмет органической химии. Краткий исторический очерк: виталистическая теория. Связь органической и неорганической химии. Органические... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... К ним относятся средства защиты органов дыхания (противогазы, респираторы, противопыльные тканевые маски, ватно-марлевые повязки)... | | Рабочие программы дисциплин в структуре Основной образовательной... ... |
