Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Что такое мыла и как их получают? Какова химическая формула мыла?
7137

Что такое мыла и как их получают? Какова химическая формула мыла?

Содержание:





Мыло – это вещество, которое используется в качестве косметического средства или средства бытовой химии. Это жидкий или твердый продукт, который содержит поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества снижают поверхностное натяжение и увеличивают смачивающую способность воды.

История открытия мыла

Как считают археологи, мыльные растворы были известны еще 5 тыс. лет назад. Тогда мыло представляло собой смесь из золы, животного жира и воды. Полученную смесь кипятили и использовали как очищающее средство. Египтяне в древности применяли соду как мыло. В 1500 г. до н. э. использовали смесь из животного организма, растительных жиров и свинца или карбоната натрия.

Впервые о мыле в Древнем Риме в 77 г. н.э. говорил Плиний Старший. В Русь из Византийской империи пришло не только православие, но и мыло. Особенно поддерживал мыловарение Петр I.

Формула мыла в химии была определена Мишелем Эжен Шеврёль в XIX веке. Ученый установил, что мыло — это смесь натриевых солей жирных кислот. В нашей столице первое производство мыла было открыто во второй половине XIX века. Мыло стоило одну копейку, поэтому его могли покупать даже бедные люди.



Химическая формула мыла

С точки зрения химии, мыло – растворимая соль высших жирных кислот. Как правило, используют соли калия, натрия и аммония. При производстве очищающих средств применяются стеариновая, пальмитиновая, миристиновая, лауриновая и олеиновая кислоты.

Например, формула твердого мыла C17H35COONa, а жидкого – C17H35COOК. В состав мыла также входят красящие вещества и ароматизаторы.



Особенные свойства мыла

Мыло включает в себя анион кислоты и катион металла. Из-за того что щелочное мыло образовано слабыми кислотами и сильными основаниями, оно подвергается гидролизу. Среда таких растворов щелочная (рН>7). В разбавленных мыльных растворах происходит диссоциация на ионы.

(H35C17-COO)- + Na+ + HOH ⇄ H35C17-COOH + Na+ + OH-

Мыло формирует пену благодаря образованию мицелл и высокой поверхностной активности. Остаток кислоты – гидрофобная часть очищающего средства, карбоксильный ион – гидрофильная.

Грязь растворяется в несколько этапов:

  • Гидрофобная часть мыла связывается с гидрофобной частью грязи, которая обволакивается слоем гидрофильных групп.

  • Гидрофильная часть мыла реагирует с водой.

  • Ионы мыла притягивают грязь, которая с потоком воды удаляется с поверхности.


Классификация мыла

Мыла классифицируют по следующим признакам.

I.  По особенностям реагирования с водой:

  • растворимые щелочные – калиевые, натриевые и аммониевые соли высших карбоновых кислот;

  • нерастворимые металлические – соли других металлов.

II. По агрегатному состоянию:

  • жидкие – соли калия, аммония;

  • твердые – соли натрия, лития и других металлов.

III. По сферам применения:

  • хозяйственные (применяются для стирки вещей);

  • медицинские (содержат дезинфицирующие средства);

  • туалетные (используются для мытья тела) и др.


Способы получения мыла

Существует несколько методов получения очищающих средств.
  1. Нейтрализация кислот карбонатом натрия
    • RCOOH + Na2CO3 = 2 RCOONa + CO2 + H2O

  2. Нейтрализация кислот щелочью
    • C17H35COOН + NaOH = C17H35COONa + Н2О
    • C17H35COOН + КOH = C17H35COOК + Н2О

  3. Омыление триглицеридов гидроксидом натрия


Процесс изготовления мыла

Сырье для изготовления мыла – животные и растительные жиры или жирозаменители. Жиры, из которых изготавливается мыло, не включают в себя воду и различные примеси.

Очищающее средство в промышленных условиях синтезируют в результате двух стадий.

  • Химическая стадия. Она включает в себя карбонатное омыление, где нейтрализуется около 70 % кислот. Остальная часть кислот нейтрализуются гидроксидом натрия.

  • Механическая стадия. Охлаждение, сушение, шлифование, отделка и упаковка готового материала.

Мыло можно сварить двумя способами.

  1. Прямой способ. В данном случае применяется только хорошо очищенная жировая смесь. В результате образуется мыльный клей, на 67-70% состоящий из жирных кислот. Прямой способ актуален в производстве хозяйственного мыла.

  2. Косвенный способ. Мыльный клей высаливают, т.е. обрабатывают электролитами. Мыльную массу затем разделяют на несколько фаз: ядро, подмыльный клей, подмыльный щелок. Мыльное ядро примерно на 65 % состоит из высших карбоновых кислот. Потом ядро обрабатывают как очищающее средство, полученное прямым способом. Косвенный способ актуален для изготовления декоративные мыла.


Как ПАВ влияют на природу

Водные растворы ПАВ попадают в окружающую среду вместе с промышленными стоками. ПАВ медленно разлагаются и негативно влияют на жизнедеятельность растений и животных, поэтому сточные воды необходимо постоянно очищать. Например, некоторые ПАВ вызывают усиленный рост растительных организмов, что загрязняет чистые реки, озера и т. д. Растения гниют при отмирании, что уменьшает количество кислорода в воде.

Водоемы могут самоочищаться, что достигается разбавлением, оседанием частичек на дно и созданием отложений, разложением органики до аммиака и солей аммония при помощи микробов. Устранить негативные последствия действия ПАВ сложно, ведь ПАВ в водоемах присутствуют в виде гомологов и изомеров. Если концентрация ПАВ в смеси близка к критической, то вредные свойства всех веществ в смеси суммируются.

ПАВ можно классифицировать на две группы:

  • быстро разрушающиеся;
  • практически неразрушающиеся и накапливающиеся в опасных концентрациях.

ПАВ опасны для природы, т. к. они понижают поверхностное натяжение. Если в водоемах поверхностное натяжение изменяется, то концентрация кислорода в воде снижается. Это приводит к развитию биомассы водных растений и гибели водных животных. Но ПАВ могут быть не только вредными, но и безопасными. Некоторые ПАВ распадаются на углеводы.

В организм человека или животного ПАВ попадают с пищей, водой и через кожу. ПАВ могут вызывать аллергию, которые иногда сопровождаются осложнениями.

Поделитесь в социальных сетях:
27 октября 2021, 20:24


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×