Миючі речовини (МВ) складають основу всіх СМС і визначають їх властивості; це міцеллообразующие поверхнево-активні речовини, завдяки яким розчини володіють миючою здатністю. МВ діляться на два класи: іоногенні речовини, диссоциирующие в воді на іони, і неіоногенні - не піддаються електролітичноїдисоціації.
Іоногенні МВ називаються аніонактивними, якщо поверхнево-активні іони несуть негативний заряд. Катіонактивними, якщо поверхнево-активні позитивно заряджені іони, і амфотерними, або амфолітнимі, якщо поверхнево-активні іони мають негативний заряд в лужному середовищі і позитивний - в кислій. Аніонактивні МВ отримали найбільш широке поширення. На їх основі отримують все жирові мила і більшість СМС. Для виробництва товарних жирових мив служать головним чином натрієві або калієві солі вищих жирних кислот, що виготовляються з масел рослинних і жирів тварин.
Найважливіші представники синтетичних аніоноактивних МВ - солі сульфокислот і кислих сульфоефіров (алкилсульфонати, алкіларілсульфонати, алкілсульфати) і сульфовані жири, масла і жирні кислоти. Інші аніонактивні МВ випускаються у відносно малих кількостях. Неіоногенні МВ, що входять до складу деяких СМС займають 2-е місце після аніоноактивних за обсягом промислового виробництва. Більшість неіоногенних речовин - поліоксіетіленовой (полігліколеві) ефіри різних органічних кислот,
спиртів, алкилфенолов і алкілнафтолов, поліоксіетіленовой похідні аліфатичних амінів і амідів, меркаптанів і т.д. Катіонактівних і амфотерні речовини становлять лише кілька% в загальному обсязі виробництва МВ і мають обмежене господарське значення.
З катіонактівних речовин найбільш важливі солі четвертинних амонієвих і пірідініевих підстав, які мають бактерицидну дію. У молекулах амфотерних речовин знаходяться як основні (зазвичай аміногрупи), так і кислотні (карбоксильні, сульфоновиє або сульфоефірние) групи.
СМС обов'язково містять ряд допоміжних речовин, що поліпшують їх миючу здатність. До складу миючих композицій для прання включають лужні солі слабких неорганічних кислот (карбонат і бікарбонат натрію, силікати натрію, фосфати).
У зв'язку з прогресуючим забрудненням навколишнього середовища промисловими і побутовими відходами особлива увага при розробці нових рецептур синтетичних М. с. приділяють підбору речовин біологічно «м'яких», тобто легко розкладаються бактеріями в природних умовах. Препарати на основі таких речовин (наприклад, похідних аліфатичних кислот і спиртів лінійної будови) поступово витісняють з ужитку М. с., Що містять біологічно "жорсткі" - неразлагающіеся - компоненти (наприклад, похідні алкилароматических з'єднань розгалуженого будови).
СМС, потрапляючи в навколишнє середовище (водойми), змінюють її кислотно-лужний баланс. Водні організми пристосовані до певної величиною рН. Коли значення рН знижується до 4,5 - 5,0 може зникнути значна кількість водних організмів, що становлять основу харчового ланцюга. Це, в свою чергу, позначається на птахів, риб, плазунів і ссавців, яким загиблі види служать джерелом харчування. При величині рН більше 9,0 вода теж стає непридатною для більшості водних організмів. Особливо чутливі до зміни кислотності ікра і мальки риб.
Зменшення величини рН може також сприяти переходу в воду іонів металів, що містяться в донних відкладеннях, які в звичайних умовах осідають на дно з частинками суспензії і хоронили в товщі донних відкладень.
Останнім часом в пробах природної води все частіше виявляються фосфати. Винуватець - людина. Ми використовуємо пральні порошки, які містять фосфати, що додаються для зниження жорсткості води при пранні. А в нашій країні поки немає технології дозволяє в необхідній мірі очищати стоки від фосфатів. Неочищені стоки, після очисних споруд, зливаються в річки.
Одна з найбільш актуальних проблем на сьогодні - захист навколишнього середовища від різних забруднень - відходів виробництва і продуктів життєдіяльності людей. До головних джерел забруднень мають безпосереднє відношення підприємства служби побуту, наприклад пральні, використовують миючі засоби, найважливішими з яких є синтетичні миючі засоби (СМС). Рецептури сучасних СМС представляють собою складні суміші різних речовин. Основна складова частина CMC - органічні поверхнево-активні речовини (ПАР), що володіють смачивающей, емульгує, пептізірующей і пенообразующей здатністю. Сукупність цих властивостей обумовлює їх миючий дію. Для посилення миючого ефекту поверхнево-активних речовин до складу синтетичних миючих засобів входять лужні і нейтральні електроліти, алкілоламіди, карбоксиметилцеллюлозу і ін. Корисними добавками є відбілюючі речовини (перекисні солі, оптичні відбілювачі).
Відпрацьовані стоки пралень, що скидаються в каналізацію, містять всі хімічні сполуки, що входять до складу СМС, а також забруднення (перехідні в процесі прання з поверхні, що очищається одягу грязьові частки - сажа, різні мінерально-масляні і жирові забруднення, волокна стираних виробів). Залежно від виду і кількості лужних солей, що входять до складу СМС, рН стічних вод становить 7-10 од. Таким чином, стоки пралень складні за складом, мають лужне середовище і в значній мірі забруднені органічними речовинами, ПАР і грязьовими частинками.
Недоліком більшості CMC є їх важка биоусвояемость (перевариваемость) в стічних водах мікроорганізмами, так як фактично для них це отрути. Тому стічні води, що містять синтетичні миючі засоби, сильно забруднюють водойми (річки, озера). Попадання ПАР в водойми несприятливо впливає на органолептичні (колір, запах, смак) і бактеріологічні показники води. Це відбувається не тільки за рахунок властивостей позначених речовин, а в основному в результаті стабілізації в воді інших з'єднань, яка можлива внаслідок здатності ПАР до солюбілізації і емульгуванню. Таким чином, неприпустимо скидати у водойми стічні води пралень без попереднього очищення.
Що використовується для очищення стічних вод від забруднюючих їх домішок обладнання, принцип роботи якого заснований на традиційних способах механічної та фізико-хімічної обробки, часто виявляється недостатньо результативним з різних причин. Тому розробка і впровадження високоефективного обладнання, а також технологічних прийомів, що дозволяють очищати стічні води до необхідних параметрів, є актуальним завданням в технології водоочищення. В даний час найбільш раціональними і досить ефективними способами очищення можна назвати поєднання електрохімічних і сорбційних процесів.
СМС, потрапляючи в навколишнє середовище (водойми), змінюють її кислотно-лужний баланс. Водні організми пристосовані до певної величиною рН. Коли значення рН знижується до 4,5 - 5,0 може зникнути значна кількість водних організмів, що становлять основу харчового ланцюга. Це, в свою чергу, позначається на птахів, риб, плазунів і ссавців, яким загиблі види служать джерелом харчування. При величині рН більше 9,0 вода теж стає непридатною для більшості водних організмів. Особливо чутливі до зміни кислотності ікра і мальки риб.
Зменшення величини рН може також сприяти переходу в воду іонів металів, що містяться в донних відкладеннях, які в звичайних умовах осідають на дно з частинками суспензії і хоронили в товщі донних відкладень.
Останнім часом в пробах природної води все частіше виявляються фосфати. Винуватець - людина. Ми використовуємо пральні порошки, які містять фосфати, що додаються для зниження жорсткості води при пранні. А в нашій країні поки немає технології дозволяє в необхідній мірі очищати стоки від фосфатів. Неочищені стоки, після очисних споруд, зливаються в річки.
На навколишнє середовище »
Одна з найбільш актуальних проблем на сьогоднішній день-захист навколишнього середовища від різних забруднень - відходів виробництва і продуктів життєдіяльності людей. До головних джерел забруднення мають безпосереднє відношення підприємства служби побуту, які скидають синтетичні миючі сполуки, які містяться в миючих засобах, в водойми. . Не тільки промислові підприємства завдають шкоди річкам, викидаючи в них токсичні речовини. Люди теж забруднюють водойми синтетичними миючими засобами, наприклад, коли миють машину автошампунем в річці, перуть або миють посуд. Виливаючи в воду навіть не велика кількість порошку або засоби для миття посуду, ми губимо багато мікроорганізмів, водорості, безхребетних. СПАР здатні накопичуватися в організмі і викликати незворотні патологічні зміни ..
Актуальність проблеми:Вибір моєї теми дослідження був обумовлений тим, що з кожним роком зростає використання СМС і викид їх в природні водойми. Я хотіла подивитися, як синтетичні миючі засоби впливають на водні рослинні організми і тест рослини.
Виходячи з цього метою даної роботи є: Вивчити вплив синтетичних миючих засобів на рослини і на живі організми. Для досягнення даної мети були поставлені наступні завдання:
1. Вивчити літературу з даної теми.
2. Вивчити методику дослідження.
3. Експериментально дослідити вплив синтетично миючих засобів на рослини і на живі організми.
4. Зробити висновок.
обладнання: СМС- пральний порошок міф, шампунь, рідина для миття посуду, чашка Петрі, мікроскоп, предметні скельця.
Об'єкти дослідження: Елодея канадська, крес-салат, одноклітинні організми.
Опит1.Вліяніе СМС на водні рослина. Своє дослідження я проводила восени 2014 року згідно з методиками. Відбір водних рослині проводився в річці Ашкадар. Одноклітинні організми були розведені на Сінному растворе.1.Ми взяли синтетичне миючий засіб і приготували з нього водний розчин в співвідношенні на 100 гр. води 30 гр. Порошку або рідкого средства.2.Поместілі гілочки Елоді в стакан з річковою водою і розчином СМС. Кожні три дні ми додавали по краплині приготованого розчину. 3.Через 10 днів ми вийняли гілочки Елоді порівняли їх: відмінності можна було помітити неозброєним оком, колір рослин змінився і прийняв сірувато - зелене забарвлення. Досвід проводили в трьох кратній повторності. 4.Далі ми приготували микропрепарат: листа Елоді з посудини з чистою водою і розчину СМС.
5.Поочерёдно ми розглянули мікропрепарати під мікроскопом і порівняли стан рослинних клітин.
Результати.
контроль | Без змін | Без змін | Без змін |
|
Пральний порошок (ручне прання) | Листя зелені, вода не каламутна | Вода набуває зеленуватий відтінок, листя втрачають яскравість | Вода мутна, листя стають коричневими, на поверхні води утворюється плівка | Листя повністю знебарвилися. |
Засіб для миття посуду | Листя зелені, вода не каламутна | Листя втрачають яскравість | Вода мутніє, листя коричневі | Каламутна вода, листя тьмяні |
автошампунь | Листя зелені вода не каламутна | Без змін | Вода ставати сірою | Листя трохи тьмяніють |
Проробивши досвід з'ясувала що найбільш згубний вплив на водні рослини надає пральний порошок. Навіть невелика кількість даного СМС вбиває в рослинах хлоропласти. Розглянувши листя під мікроскопом, ми не виявили в них хлоропластів Засіб для миття посуду руйнує клітини листя і стебла рослин. Автошампунь листя знебарвлюються і гинуть хлорофіли. Отже, СМС чинять негативний вплив на рослини на клітинному рівні, руйнуючи клітинні стінки рослин і викликаючи зміни в цитоплазмі.
Досвід № 2. Вплив СМС на тест рослини.Дослідження проводилися за методиками, запропонованими і в «Практикумі з екології та охорони навколишнього середовища», 2003, а також в навчальному посібнику для вузів «Екологічний моніторинг» під редакцією, 2005. Насіння крес салату є дуже чутливими індикаторами токсичних речовин. Протягом 10 днів відповідно до методики, поливала розчинами СМС і все спостереження заносила в таблицю. Контроль поливала дистильованою водою. Я проводила досвід протягом десяти днів, отримані результати занесла в таблицю.
З даних таблиці 1 видно, що: найбільш сприятливою для зростання і розвитку проростків тест-рослин є субстрат с. Засіб для миття посуду «Fairy» і Автошампунь так як в даних пробах проросли 50% насіння крес салату і несприятливим субстратом виявилося Пральний порошок «Міф» так як в даних пробах, проросли менше 50% с6емян крес салату. Виходячи з результатів дослідження, можна зробити висновок про те, що СМС впливають на схожості насіння крес-салату.
Досвід № 3.Вивчення впливу СМС на мешканців водойм. Цю роботу проводили на найпростіших - одноклітинні істоти зручні для спостереження під мікроскопом і важливі для екосистеми, так як є початковою ланкою харчового ланцюга. На предметне скло наносили 2 краплі рідини з найпростішими і краплю чистої води, в яку додавали мінімальне, взяте на кінчику препаровальной голки, кількість СМС. Потім краплю розчину СМС з'єднували тонкої перемичкою (за допомогою препаровальной голки) з однією з крапель з найпростішими. Після цього спостерігали за поведінкою найпростіших в цій і іншій (контрольної) краплі, відзначаючи характер змін, що відбуваються і час.
Результати досліджень представлені в табл.
Спостереження показали, що під впливом навіть незначної кількості СМС життєдіяльність мікроорганізмів істотно змінюється. Характер руху найпростіших стає іншим: з поступального воно перетворюється в обертальний (на одному місці). Через деякий час найпростіші гинуть.
висновок:Вході дослідження було вивчено вплив розчинів синтетичних миючих засобів на рослини і на живі організми. Об'єктами дослідження були обрані водна рослина, крес-салат і одноклітинні організми. В результаті дослідження були отримані наступні результати.
Синтетичні миючі засоби призначені для видалення забруднень з різних матеріалів і поверхонь. Вони значно полегшують працю господинь і дозволяють економити час.
СМС чинять негативний вплив на водні рослини на клітинному рівні, пошкоджуючи клітинні стінки і викликаючи загибель клітин.
Навіть незначні кількості СМС, впливають на ріст і розвиток рослин і викликають загибель зародків.
В результаті проведеного експерименту встановлено, що більш згубний вплив надає пральний порошок ручного прання. Менш згубним є рідина для миття посуду і шампунь.
З результатів дослідження видно, що синтетичні миючі засоби надають згубний вплив на рослини, вони руйнують клітини, гальмують процеси розвитку рослин, здатні викликати загибель зародків в насінні. Отже, необхідно контролювати надходження СМС у водойми зі стоками і не допускати потрапляння розчинів миючих засобів в грунт і безпосередньо у водойми.
Література.
1., Гущина по екології: Навчальний посібник / під ред. . - М.: АТ МДС, 1996.- 192с.
2. Ашихмина екологічний моніторинг. Учеб. методич. посібник / За ред. . - М .: Агар, 2000.
3., «Екологічний практикум»: навчальний посібник з комплектом карт-інструкцій. - СПБ. Крисмас + 2003 год.
Веб-сторінки: 1.1 http: // www. volganet. ru /, 2.2 http: // www. edc. samara. ru
мета: засвоєння умінь самостійно в комплексі застосовувати знання, вміння і навички, здійснювати їх перенесення в нові умови практичної та дослідницької діяльності
завдання:
освітні: Освоєння змісту екологічної освіти, сенс якого полягає в розумінні природних законів природи і їх співвіднесення з «штучними законами» розвитку соціуму.
Розвиваючі: розвиток ключових компетентностей школярів на прикладі змісту екологічної освіти; розвиток дослідницьких умінь учнів по оцінці стану різних компонентів навколишнього середовища.
виховні: формування системи базових цінностей (життя, здоров'я, людина, збереження біологічного різноманіття, культурної спадщини та ін.), створення умов для творчої самореалізації та саморозвитку школярів.
регулятивні: організовувати своє робоче місце під керівництвом вчителя; визначати план виконання завдань на уроці, оцінювати результат своєї діяльності.
комунікативні: вироблені уміння і навички екологічно грамотної поведінки в навколишньому середовищі, з іншими людьми, гармонійна взаємодія і сталий розвиток в системі «Природа - Суспільство».
плановані результати
Пізнавальні: осмислення учнями цінностей феномена життя, цінності кожної форми існування життя; цінності існування людини, його здоров'я, соціо-космічної значущості; формування ключових компетентностей на змісті екологічного освіти;
Предметні: формування природосообразного стилю поведінки людини в навколишньому середовищі, що базується на знанні законів взаємодії людини з навколишнім середовищем; розвиток екологічного мислення -предполагающего здатність до встановлення причинно-наслідкових зв'язків, системного аналізу дійсності, моделювання та прогнозування розвитку навколишнього середовища;
особистісні:розвиток екологічного мислення - гнучкого імовірнісного мислення, що передбачає здатність до встановлення причинно-наслідкових зв'язків, системного аналізу дійсності, моделювання та прогнозування розвитку, навколишнього середовища; розвиток дослідницьких умінь з оцінки та системного аналізу стану навколишнього середовища.
метапредметние: Зв'язки з такими навчальними дисциплінами як біологія, хімія, фізика, географія - сприятимуть більш високому рівню володіння навичками з даного курсу і реалізації завдань перед профільної підготовки школярів.
Тип уроку -- дослідження, на якому експери-мент служить наочним посібником
форма- практико-орієнтована діяльність учнів
методи:, Частково-пошуковий, дослідницький, проведенні учнями експериментів.
Приготування модельних розчинів і зразків
каламутність води. Навчаються роздають пробірки з водою різної каламутності. Можна використовувати воду з додаванням різних речовин (молока, грунту і т.д.). Ті, що навчаються повинні навчитися користуватися Мутноміри і визначати показник мут-ності, користуючись відповідною картою-інструкцією.
вивчення запаху. Для приготування розчинів використовують конічні або плоскодонні колби на 250 мл. Приготовлені розчини розливають в пронумеровані пробірки до половини висоти і закривають пробками. Пробірки ставлять в штативи.
Вода з тимчасової жорсткістю. У склянку з вапняної по-дой пропускають вуглекислий газ з апарату Киппа (або іншого приладу) до появи осаду, а потім його розчинення.
Вода з постійною жорсткістю. У колбі на 250-500 мл з дистильованою або чистою кип'яченою водою розчиняють 1,0 г
хлориду кальцію. Якщо залишиться осад, то його треба відфільтрують-вать або декантирувати (злити рідину з відстояного осаду).
Вода, забруднена нафтопродуктом (жиром). У 0,5 л теп-лій або гарячої води наливають 1 чайну ложку рослинної олії, інтенсивно перемішують. Використовують каламутний розчин, який може мати масляну плівку. Аналогічно можна при-готувати розчин з реального нафтопродукту, використовуючи відпрацьовані-танное карбюраторне масло, гас і ін. Малолетучие нафто-продукти.
Вода, забруднена механічними домішками. У 0,5 л води поміщають 1 чайну ложку подрібненої грунту, будівельного сміття, твердих атмосферних опадів і т.п. Суміш інтенсивно перемішують. Використовують каламутний розчин, що містить види-мі оком зважені частинки.
Вплив синтетичних миючих засобів (СМС) на зелені водорості.
Цілі роботи: вивчення впливу синтетичних миючих засобів на водні рослини, ознайомлення з методом очищення по-ди від СМС.
Інформація. Синтетичні миючі засоби (СМС), в від-відмінність від мила, придатні для прання в воді будь-якої жорсткості. По-цьому їх зручно використовувати при машинному пранні білизни. Склад СМС буває різним, але майже в кожному з них присутні по-поверхневі-активні речовини, призначені для поліпшення змочування, видалення забруднювачів і утримування їх в розчині. Крім поверхнево-активних речовин, до складу СМС вводять також різні добавки - ароматизатори, антистатики, відбілити-Ватель і ін.
Після того як миючий розчин відпрацював, він потрапляє зі стічними водами в міську каналізацію, потім в очисні споруди, а іноді, без будь-якої очистки, безпосередньо в грунт або водойму. Потрапляючи в каналізацію, містять СМС стічні води ускладнюють роботу очисних споруд, викли-вают рясне утворення піни. Накопичуючись в активному мулі, СМС пригнічують розвиток розвиток мікроорганізмів. СМС та його компоненти завдають шкоди рибам та інших гідробіонтів. Особливо великої шкоди наноситься планктонним і бентосних організмів, що становлять основу харчових ланцюгів в водоймі. Планктон гине при утриманні поверхнево-активних речовин 1-1,5 мг / л, риби - 3-5 мг / л.
Устаткування з комплекту: воронка скляна, тримач для пробірок, паличка скляна, пробірки - 2шт, стакан на 50 мл - 2 шт., скла покривні і предметні, столик для сухого го-рючего, штатив для пробірок, фільтр паперовий.
Устаткування з кабінету: мікроскоп, спиртівка.
Реактиви та матеріали: розчин СМС, хлорид калію або на-трия, рН-тест (індикаторний папір), чиста вода, гілочки Елоді.
А. Вплив СМС на зелені водорості
1.Поместіте по гілочці Елоді в склянку з чистою водою і в стакан з розчином СМС.
2.Через 20 хвилин опишіть зміни обох ве-точок: колір, форму, стан листя.
3.Пріготовьте два мікропрепарату листа Ело-деї: з посудини з чистою водою і з посудини з рас-твором СМС.
4.Поочередно розгляньте мікропрепарати під мікроскопом і порівняйте стан рости-них клітин.
Знебарвлення листа Елоді в склянці з розчином СМС через добу
Зробіть висновок про вплив СМС на рослину Елоді.
Зафіксуйте результати експериментів в зошиті.
Про шкоду синтетичних миючих засобів
небезпечнімоменти " чистої" життя
ресурси:
Муравйов А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н.Екологічний практикум: Навчальний посібник з комплектом карт-інструкцій / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравйова. - СПб .: Крисмас +, 2003. - 176 с .: іл.
Хостинг презентацій
Миючі засоби - речовини або суміші речовин, які застосовуються у водних розчинах для очищення (відмивання) поверхні твердих тіл від забруднень.
До миючих засобів відносяться багатокомпонентні суміші синтетичних миючих (милоподобних) речовин і різних допоміжних складових (мінеральних солей, органічних добавок і ін.) - так званих синтетичних миючих засобів, всі види товарного жирового мила, ряд продуктів природного походження (наприклад, сапоніни, жовч) .
Теорія миючого дії, розроблена академіком П.А. Ребиндером, розглядає складний комплекс різних процесів.
Відповідно до цієї теорії миючі засоби повинні бути високо поверхнево-активними речовинами (ПАРами), емульгаторами гидрофильной природи. Поверхневий натяг миючого розчину має бути майже вдвічі нижче, ніж у води.
пави
Що таке ПАР?
Поверхнево активні речовини - це хімічні сполуки, здатні накопичуватися на поверхні зіткнення двох тіл або двох термодинамічних фаз (званих поверхнею розділу фаз), І які призводять до зниження поверхневого натягу речовин, що утворюють ці фази.
На міжфазної поверхні поверхнево-активні речовини утворюють шар підвищеної концентрації - адсорбційний шар.
будова ПАР
Строго кажучи, дуже багато речовини при відповідних умовах можуть проявити поверхневу активність, т. Е. Адсорбироваться під дією міжмолекулярних сил на тій чи іншій поверхні, знижуючи її вільну енергію.
Однак поверхнево-активними зазвичай називаються лише ті речовини, присутність яких в розчинах вже при досить малих концентраціях (десяті і соті частки%) призводить до різкого зниження поверхневого натягу речовини цих розчинів.
Як правило, такі речовини мають дифільну будова молекул.
слово дифільної можна перевести як «двояколюбящій» (від philéo - люблю). Або, висловлюючись по-російськи, дифільної можна назвати молекули, що мають спорідненість до речовин з різною природою.
Наприклад, вода і масло майже не взаємодіють один з одним. Якщо їх змішати в одній ємності, то така суміш через деякий час розсиплеться. Вода, як більш важка, виявиться внизу ємності, а масло збереться у верхній її частині.
Молекули води взаємодіють один з одним за допомогою орієнтаційних сил, а молекули масла - за допомогою дисперсійних сил. Таким чином, при зустрічі вода і масло виявляють один до одного байдужість.
У молекулах дифільних речовин одночасно присутні як полярні (гідрофільні) групи, так і неполярні (гідрофобні).
Прикладом полярних груп можуть служити: -OH, -COOH, -NO2, -NH2, -CN, -OSO3 і т.д. Неполярной частиною молекули зазвичай є вуглеводневі радикали.
До ПАВам відносяться карбонові кислоти, їх солі, спирти, аміни, сульфокислоти та інші речовини.
Найпоширенішим прикладом речовин з дифільної структурою є мила - натрієві та калієві солі вищих жирних кислот:
CH3 (CH2) n COONa.
Робота ПАР в миючих засобах
Дифільні речовини володіють чудовою якістю. Вони є свого роду «містками», за допомогою яких стає можливим взаємодія фаз, до цього «ігнорували» один одного.
Дія таких речовин проявляється на поверхні дотичних фаз і призводить до атівность самі речовини фаз, які до цього моменту не взаємодіяли.
Завдяки своїм якостям пави можуть використовуватися в складах миючих засобів або стабілізаторів емульсій.
У миючих засобах пави працюють таким чином.
Молекула ПАР - це дифільної молекула, що має в своєму складі, як полярні (гідрофільні) групи, так і неполярні (гідрофобні).
Таким чином, своїм гідрофобним хвостом вона може взаємодіяти з молекулами забруднення, а за допомогою своєї полярної групи зв'язується з полярної молекулою води.
Одночасно з цим молекули ПАР впроваджуються в поверхневий шар забруднення і знижують сили взаємного тяжіння між молекулами забруднення.
Говорячи по-іншому, молекули ПАР позитивно адсорбуються в поверхневому шарі забруднення і знижують поверхневий натяг взаємодіючих фаз. Це, в свою чергу, полегшує можливість відриву окремих шматочків забруднення від основної його маси. Відірвані частини забруднення виносяться водою.
Фази миючого дії
миючий дію - сукупність фізико-хімічних процесів, що призводять до очищення поверхні твердих тіл від забруднень.
Згідно з уявленнями П. А. Ребіндера, комплекс «миючого дії» включає:
- змочування,
- Емульгування, і
- стабілізацію.
змочування
Змочування - перша фаза миючого дії.
Вході змочування відбувається підвищення змочуваності очищається твердої поверхні миючою рідиною.
Змочуваність - це характеристика взаємодії молекул рідини з молекулами твердого тіла (наприклад, забруднення).
змочування відбудеться, якщо сила тяжіння між молекулами рідини і молекулами твердої речовини виявиться більше, ніж аналогічна сила між самими молекулами рідини.
У цьому випадку рідина розтечеться по поверхні, покриваючи її. У цьому випадку говорять, що тверде тіло змочується рідиною.
Якщо ж тяжіння між самими молекулами рідини більше, ніж між молекулами цієї рідини і молекулами твердого тіла, то змочування не відбудеться. Рідина буде скочуватися з поверхні тіла. Приказка «як з гуся вода», як раз на цю тему.
Забруднення дуже часто мають жирну (гидрофобную) природу і тому не змочується нею. Але додавання в воду пава зменшує поверхневий натяг води і збільшує її смачивающую здатність.
Таким чином, за допомогою додавання пава в воду виникає взаємодія молекул розчину миючого засобу і молекул забруднення.
В ході змочування відбувається, розчленовування великих частинок забруднення на більш дрібні частини ( диспергування) І відрив цих частинок від поверхні, що очищається.
Потрапляючи в розчин миючого засобу, частинки забруднення продовжують розпадатися на ще більш дрібні освіти. Цей процес подрібнення називається пептизацією. Таким чином, забруднення переходить в дисперсну фазу.
емульгування
Перейшли в миючий розчин частинки забруднення емульгуючі, Тобто обвалаківают молекулами пава. В результаті обволікання утворюються так звані міцели.
міцели (Зменшувальне від лат. Mica - частка, крупинка) - частинки в колоїдних системах, що складаються з нерозчинного в даному середовищі ядра дуже малого розміру, оточеного стабілізуючою оболонкою адсорбованих іонів і молекул розчинника.
Якщо ядро \u200b\u200bміцели представляють собою частинку речовини жирної (гидрофобной) природи, то дифільні молекули пава оточивши її, будуть зорієнтовані таким чином: вуглеводневі (гідрофобні) кінці молекул пава будуть звернені до частинці забруднення, а полярні (гідрофільні) частини будуть орієнтовані зовні, т. е. зможуть взаємодіяти з молекулами води. В результаті стане можливим розчинення утворилися мицелл у водному середовищі розчинника. Такий процес розчинення називається солюблізаціей.
Солюблізація - це колоїдне розчинення, що відбувається через освіту колоїдних міцел. Воно стає можливим тільки завдяки присутності в розчині дифільних молекул пава. Спочатку розчиняються частки забруднення не мали спорідненості до розчинника і не могли бути розчинені в ньому.
При попаданні в розчини ПАР газу (в побуті - повітря) утворюється піна. Піна є гетерогенною системою (газ в рідини), в якій бульбашки газу розділені прошарками рідини. Частинки забруднення можуть розташовуватися між бульбашками повітря і виноситься на поверхню розчину.
стабілізація
У миючому процесі одночасно існують два явища, а саме: відділення забруднення від поверхні, яку ми хочемо очистити і повторне його осадження на цю поверхню. Отже, важливо, щоб миючий засіб не тільки ефективно удаляло забруднення з поверхні, наприклад, тканини, але і утримувало їх в розчині, перешкоджаючи їх повторного осадження.
Тобто, миючий засіб повинен володіти стабілізуючою дією, Що перешкоджає повторному осадження забруднень на відмиту поверхню.
Це викликає необхідність вводити до складу миючих засобів спеціальні захисні колоїди, зокрема, карбоксиметилцеллюлозу, сульфатцеллюлозу, похідні крохмалю, етансульфонат целюлози та ін.
Ці речовини здійснюють стабілізацію забруднень у вигляді високодисперсною фази - найдрібніших крапельок або твердих частинок, рівномірно розподілених в миючому розчині.
Класифікація миючих речовин
Миючі речовини, як і пави, діляться на два основні класи:
- іоногенні речовини, диссоциирующие в воді на іони, і
- неіоногенні - не піддаються електролітичноїдисоціації
Іоногенні миючі речовини
Іоногенні миючі речовини, в свою чергу, можуть бути:
- аніонактивними, якщо поверхнево-активні іони несуть негативний заряд,
- катіонактивними, якщо поверхнево-активні позитивно заряджені іони і
- амфотерними або амфолітнимі, якщо поверхнево-активні іони мають негативний заряд в лужному середовищі і позитивний - в кислій.
Аніонактивні миючі речовини отримали найбільш широке поширення. На їх основі отримують все жирові мила і більшість синтетичних миючих засобів.
Для виробництва товарних жирових мив служать головним чином натрієві або калієві солі вищих жирних кислот, що виготовляються з рослинних олій та тваринних жирів.
Найважливіші представники синтетичних аніоноактивних миючих речовин - солі сульфокислот і кислих сульфоефіров (алкилсульфонати, алкіларілсульфонати, алкілсульфати) і сульфовані жири, масла і жирні кислоти.
Інші аніонактивні миючі речовини випускаються у відносно малих кількостях.
Катіонактівних і амфотерні речовини складають лише кілька відсотків в загальному обсязі виробництва миючих речовин і мають обмежене господарське значення.
З катіонактівних речовин найбільш важливі солі четвертинних амонієвих і пірідініевих підстав, які мають бактерицидну дію.
У молекулах амфотерних речовин знаходяться як основні (зазвичай аміногрупи), так і кислотні (карбоксильні, сульфоновиє або сульфоефірние) групи.
Неіоногенні миючі речовини
Неіоногенні миючі речовини, що входять до складу деяких миючих засобів, займають 2-е місце після аніоноактивних за обсягом промислового виробництва.
Більшість неіоногенних речовин - поліоксіетіленовой (полігліколеві) ефіри різних органічних кислот, спиртів, алкилфенолов і алкілнафтолов, поліоксіетіленовой похідні аліфатичних амінів і амідів, меркаптанів і т. Д.
Речовини, що входять до складу миючих засобів.
Синтетичні миючі засоби обов'язково містять ряд допоміжних речовин, що поліпшують їх миючу здатність.
До складу миючих композицій для прання включають:
- лужні солі слабких неорганічних кислот (карбонат і бікарбонат натрію, силікати натрію, фосфати різного складу),
- нейтральні солі (сульфат, хлорид натрію),
- солі перекисних кислот, що володіють отбеливающими і дезинфікуючими властивостями (перборат і перкарбонати натрію).
Важливу роль відіграють органічні компоненти миючих засобів:
- карбоксиметилцелюлоза, що запобігає ресорбцію - повторне відкладення забруднень з миючого розчину на відмиту поверхню;
- оптичні відбілювачі (барвники), що застосовуються для усунення жовтого відтінку незабарвлених тканин;
- так звані гідротропи, що збільшують розчинність і прискорюють розчинення миючих речовин у воді.
Деякі миючі речовини містять:
- ферменти, що забезпечують видалення нерозчинних білкових забруднень,
- органічні бактерициди (гексахлорофен, тріхлоркарбанілід і ін.),
- стабілізатори піни (наприклад, алкілоламіди) або піногасники;
- в багато миючі речовини додають запашні речовини (аромати).
Рецептурний склад миючих речовин визначається їх призначенням, економічними і санітарно-гігієнічними вимогами.
Види миючих засобів
Розрізняють синтетичні миючі засоби:
- для прання,
- миття посуду і домашнього начиння,
- туалетні,
- промислового призначення та ін.
Миючі засоби для прання можна розділити на групи:
- засоби для вовняних і шовкових тканин,
- бавовняних і лляних тканин,
- універсальні засоби для тканин різних типів, в тому числі з хімічних волокон,
- для прання сильно забруднених виробів з грубих тканин.
Вплив миючих засобів на навколишнє середовище.
В останні кілька десятиліть постійно зростало споживання синтетичних миючих засобів та відповідно відбувалося скорочення споживання мила.
Ця обставина породило важливу проблему - проблему очищення стічних вод.
Справа в тому, що багато синтетичні миючі засоби, на відміну від мив, не схильні до природного біохімічному розкладу і не затримуються фільтруючими установками, і це призводить не тільки до забруднення річок та інших водойм, а й до проникнення ПАР в джерела питної води, що безпосередньо впливає на здоров'я людини ..
біохімічним розкладанням називається розкладання органічних речовин під дією ферментів, що виробляються бактеріями і іншими мікроорганізмами.
Біорозпад протікає дуже повільно, кінцевими продуктами його є вода і діоксид вуглецю.
Для масового виробництва і споживання миючих засобів необхідно застосовувати такі ПАР та інші миючі речовини, які були б схильні до порівняно швидкому їх розпаду.
В даний час прийняті закони, що дозволяють виробництво і застосування ПАР для мийних засобів, біоразлагающейся не менше ніж на 80%.
Биоразлагаемость деяких ПАВов.
Доброю біорозкладністю (на 80-90%) мають алкілбензолсульфонати з нерозгалужене алкильной ланцюгом (С10 -С14). Вона збільшується при додаванні в розчин глюкози.
Биоразлагаемость алкилсульфонатов, отриманих з нормальних парафінів, досягає 98%, олефінсульфонатов - 90-95%, у алкилсульфатов (С10-С18) - 97,9%.
Неіногенние ПАР розкладаються легше, ніж аніонактивні, але їх биоразлагаемость знижується зі збільшенням числа приєднаних груп етиленоксиду і розгалуженості гидрофобной частини молекули.
Сульфати неіоногенних ПАР, отриманих на основі прямоцепочних жирних спиртів, легко розкладаються, і довжина етіленоксідной ланцюга не впливає на ступінь і швидкість розкладання.
Різні підходи в захисті навколишнього середовища
За даними ряду дослідників, для захисту навколишнього середовища при виробництві і вживанні миючих засобів найбільш раціональним шляхом є заміна алкілбензолсульфоната алкілсульфати і алкилсульфонатов, а також застосування натуральних жирних кислот і їх похідних, кукурудзяного крохмалю і інших, биоразлагаемость яких є стовідсотковою.
Наявність миючих засобів в стічних водах викликає рясне піноутворення за рахунок залишкових ПАР, фосфатів та інших компонентів миючих засобів, що ускладнює біологічну очистку.
Але існує й інший підхід, що полягає в тому, що введення в дію ефективних методів очищення стічних вод економічно доцільніше, ніж заміна плохоразлагающіхся компонентів миючих засобів іншими, менш ефективними в миючому дії.
