Detergenti .Sapunuri. Substante tensio-active

Istorie

In societatea primitiva , chiar si in zilele de azi , hainele erau curatate ,cu pietre pe malul unei ape curgatoare. In dictionar , "detergent" este definit ca agent de curatare . In ultimii 20 de ani ,insa, cuvantul descrie mai de graba detergent sintetic , decat obisnuitul sapun. Detergentii sintetici contin anumite componente numite substante tensio-active.Sapunul, prin definitie este o substanta tensio-activa. De fapt, el este cea mai veche substanta tensio-activa , si a fost folosita cam de 4500 de ani .Un material care , prin compozitie este foarte asemanator cu sapunul a fost gasit intr-un vas de lut datand din 2800 ien, descoperit in timpul cercetarii facute asupra locului in care se afla Babilonul.Inscriptiile de pe vas spun ca grasimile au fost fierte cu cenusa , care este o metoda de obtinere a sapunului , dar nu precizeaza la ce era folosit aces material. Mai tarziu, s-a descoperit ca asemenea materiale erau folosite ca "gel" de par .

Numele de sapun , dupa o veche legenda romana , vine de la Muntele Sapo , unde erau sacrificarte animale. Ploaia a amestecat grasimile cu seu , si cu cenusa pe malul raului Tibet. Femeile au observat ca acest amestec le usura munca, si au inceput sa foloseasca acest sol lutos, imbibat cu amestecul de grasimi.

In timpul ascensiunii civilizatiei romane , baile publice au devenit din ce in ce mai populare. Prin secolul 2 en, medicul grec Galen a inceput recomandarea sapunului atat cu scop medicinal, cat si pentru curatire.Se pare ca in secolul 15 se producea sapun in Venetia , apoi ,in secolul 17 in Marsilia .In secolul 18 fabricarea sapunului sa raspandit in intreaga Europa si in America de Nord, in secolul 19 ,fabricarea sapunului a devenit una din cele mai importante industrii.

In 1907, sapunul sa transformat in detergent cand o firma germana a inceput comercializarea detergentului "Persil". Pe langa sapunul de acid carboxilic, "Persil" continea perbotat de sodiu (NaBO3) silicat de sodiu si carbonat de sodiu. De aici perborat + silicat = "PERSIL"Pana in 1940 sapunul era cel mai folosit detergent. In timpul celui de-al doilea razboi mondial , lipsa grasimilor , ingredientul predominant din sapun, a dus la cercetarea detergentilor sintetici. Apoi, dupa razboi, aparitia masinilor de spalat automate a accentuat nevoia unor noi alternative la sapun.

GeneralitatiApa are o proprietate numita tensiune de suprafata. Fiecare molecula de apa este inconjurata si atrasa de alte molecule de apa.Cand molecula de apa intra in contact cu alte suprafete (sticla, plastic etc ) , se creaza o� tensiune care face bula de apa sa para rotunda. In timpul procesului de curatare, tensiunea de suprafata trebuie redusa, pentru a se raspandi si uda intreaga suprafata. Substantele chimice care pot reduce tensiunea de suprafata se numesc agenti tensio-activi.Agentii tensio-activi au si alte roluri importante in curatire, ca dizolvarea,emulsificarea si mentinerea petei pana cand se va clati . Agentii tensio-activi dau si alcalinitate, utila la indeparta petele acide.

ClasificareAgentii sunt clasificati dupa proprietatile lor ionice (incarcatura electrica) in apa. Astfel distingem 4 mari grupe:Anionici ( incarcatura negativa ) :Neionici ( fara incarcatura )Cationici ( incarcatura pozitiva )

Amfolitici ( incarcatura sau negativa sau pozitiva )

Detergentii anionici:Sunt folositi in detergentii pentru spalatorii si detergentii pentru spalarea vaselor cu mana. Ei se ionizeaza in solutie, au proprietati de curatire excelente , si sunt foarte spumanti. Ex: sapunul ,alcoolul etoxisulfat

Detergentii neionici:Nu creeaza multa spuma, si sunt folositi in spalatorii si in masinile automate de spalat vase, si ca ajutoare la clatire .Pentru ca nu se oxideaza, sunt rezistenti la taria apei si curata bine majoritatea petelor. Cei mai folositi sunt hidroxieteri

Detergentii cationici:

Sunt folositi pentru a face fibrele mai moi si mai delicate(gen Cocolino,Silan) . Alte intrebuintari sunt ca dezinfectanti si alte produse de igienizare si curatare a casei. Compusii quaternali de amoniu sunt cei mai importanti cationi.

Detergentii amfolitici:Sunt folositi in igiena personala, si in curatenia casei datorita spumei, blandetei si

stabilitatii.Ei pot fi anionici, cationic sau neionici ,in functie de pH-ul (aciditatea sau bazicitatea) apei.Ex: sapunuri lichide,sapunuri

SapunurileSunt saruri solubile in apa ale acizilor grasi.Sapun-urile sunt facute din grasimi si uleiuri sau din acizi lor grasi, tratati cu substante chimice cu bazicitate ridicata.

Fabricare

Saponificarea grasimilor si uleiurilor este cel mai raspandit proces. Prin aceasta metoda grasimile si uleiurile sunt incalzite si reactioneaza cu o baza lichida , dand astfel sapun si apa (sapun pur) plus glicerina

O alta metoda este neutralizarea acizilor grasi cu baze, grasimile si uleiurile se hidrolizeaza.Apoi, acizii grasi sunt purificati prin distilare, si apoi neutralizati cu o baza , rezultand apa si sapun (sapun pur)

Cand baza este hidroxid de natriu (NaOH) , se formeaza sapun de sodiu. Sapun-urile de sodiu sunt sapunuri "tari". Cand baza este hidroxid de potasiu (KOH) se formeaza sapun de potasiu . Acesta este sapun "moale" , si se gaseste in sapunuri lichide si creme de barberit. Gruparea carboxil a sapunului este atrasa de apa si se numeste grupare hidrofila ("iubeste" apa ). Lantul de hidrocarbura este atras de grasimi si uleiuri si resprinsa de apa. Se numeste grupare hidrofoba ("uraste" apa).

Cum afecteaza taria apei procesul de curatare

Desi sapunul este un bun agent de curatare, eficacitatea sa este redusa cand este folosit in apa "tare". Duritatea apei este data de prezenta unor saruri minerale , de obicei calciu (Ca) si magneziu (Mg), dar si fier (Fe) , si mangan (Mn). Aceste saruri reactioneaza cu sapunul si formeaza un precipitat insolubil .Acesta nu se clateste usor . Are tendinta sa ramana si sa produca pete pe haine, si sa faca tesaturile rigide. De asemenea , precipitatul se depune in chiuvete, vana, si masinile de spalat.O buna cantitate din sapun este folosita in timpul reactiei de formare a precipitatului, reducandu-se astfel cantitatea de sapun disponibila pentru spalare. Chiar daca rufele sunt spalate in apa "moale" , mineralele care formeaza precipitatul se pot gasi in compozitia petelor si astfel se formeaza dein nou precipitatul. Moleculele de sapun sunt "constante " si nu pot fi adaptate la varietatea de fibre, de temperaturi a apei etc�

Agenti tensio-activi in detergenti

Detergentul este un produs de curatare eficient daca conntine unul sau mai multi agenti tensio-activi. Datorita compozitiei lor chimice, acesti agenti pot fi modificati pentru a se compota bine in cat mai multe conditii. Acesti agenti sunt mai putin sensibili la "taria" apei si la mineralele din ea si de aceea majoritatea agentilor nu vor forma precipitati.

Fabricare

Agentii anionici : Substanta chimica reactioneaza cu o hidrocarbura derivata din petrol sau grasimi si uleiuri pentru a produce noi acizi, asemanatori acizilor grasi.

Cea de-a doua reactie adauga o baza la noul acid pentru a produce o molecula de agent tensio-activAgenti neionici : moleculele agentilor neionici sunt produse prin transformarea hidrocarburi in alcool , si dupa aceea , reactia alcoolului gras cu oxid de etenaAcesti agenti neionic pot reactiona mai departe cu acizi care contin sulf de la alti agenti anionici.

Pentru o curatare cat mai buna , sunt necesare 3 feluri de energie :Energie chimica , care provine de la sapun sau detergent;Energie termica , care provine de la apa calda sau fierbinte siEnergie mecanica , care provine de la masina de spalat sau mainileDe exemplu:Avem o pata uleioasa pe o bluza. Numai apa nu va indeparta pata , si unul din motive este ca uleiul nu se dizolva in apa.Daca adaugam sapun sau detergent , partea hidrofoba a agentului va fi respinsa de apa dar atrasa de uleiul din pata. In acelas timp , partea hidrofila va fi atrasa de apa.

Astefel, aceste forte opuse vor captura pata, si o vor mentine suspendata in apa. Apa calda sau fierbinte va ajuta la dizolvarea grasimilor si/sau uleiurilor din pata. Centrifugarea masinii de spalat sau frecarea cu mana ajuta la desprinderea petei.Astfel, cele 3 forme de energie interactioneaza.

Detergenţii sunt produşi de sinteză, având o structură asemănătoare cu cea a săpunurilor. De aceea, ei sunt agenţi de spălare, pentru că modifică tensiunea superficială a apei. Se poate aprecia că detergenţii au o putere de spălare superioară săpunurilor.

Cuprins

[ascunde]

1 Clasificare 2 =Detergenţi anionici

o 2.1 Detergenţi cationici o 2.2 Detergenţi neionici

3 Utilizări

[modifică] Clasificare

După structura lor, detergenţii pot fi:

anionici; cationici; neionici.

[modifică] =Detergenţi anionici

Compuşi cu catenă liniară de tip alchilic (nu au nucleu benzenic), care conţine 12-18 atomi de carbon în moleculă sau pot avea catenă aril-alchilică, cu 8-12 atomi de carbon în moleculă, care are ca grupare polară o grupare sulfonică.

, n=10-16 - sare de natriu a acidului alchilsulfonic

, n=10-16

, n=6-10 - sare de natriu a acidului alchil-aril sulfonic; acolada reprezintă un nucleu benzenic.

[modifică] Detergenţi cationici

Compuşi cu catenă liniară de tip alchilic, cu număr de atomi de carbon între 12 şi 18, care are ca grupare polară o grupare cuaternară de amoniu.

, n=10-16 - clorură de alchil trimetil amoniu

[modifică] Detergenţi neionici

Compuşi cu catenă liniară de lungime variabilă de tip alchilic şi care au ca grupare polară grupa etoxi şi o grupare hidroxil terminală.

, n=10-12; acolada reprezintă gruparea etoxi.

[modifică] Utilizări

Ca materie primă pentru obţinerea detergenţilor se folosesc substanţe de origine petrochimică: arene, alchilarene, amine etc.

Detergenţii anionici şi cationici prezintă un mare dezavantaj, acela că nu sunt biodegradabili. Ajunşi în apele reziduale, aceştia nu se descompun sub influenţa microorganismelor din apă în substanţe nenocive. Aşadar, aceste două tipuri au acţiune poluantă puternică. Spre deosebire, cei neionici sunt avantajoşi pentru că sunt biodegradabili.

POLUAREA AERULUI

Aerul pe care il inspiram este parte din atmosfera, amestecul de gaze ce acopera globul pamantesc. Acest amestec de gaze asigura viata pe pamant si ne protejeaza de razele daunatoare ale Soarelui.

Atmosfera este formata din circa 10 gaze diferite, in mare parte azot (78%), si oxigen (21%). Acel 1% ramas este format din argon, dioxid de carbon, heliu si neon. Toate acestea sunt gaze neutre, adica nu intra in reactie cu alte substante. Mai exista urme de dioxid de sulf, amoniac, monoxid de carbon si ozon (O3) precum si gaze nocive, fum, sare, praf si cenusa vulcanica.

Echilibrul natural al gazelor atmosferice care s-a mentinut timp de milioane de ani, este amenintat acum de activitatea omului. Aceste pericole ar fi efectul de sera, incalzirea globala, poluarea aerului, subtierea stratului de ozon si ploile acide.

In ultimii 200 ani industrializarea globala a dereglat raportul de gaze necesar pentru echilibrul atmosferic. Arderea carbunelui si a gazului metan a dus la formarea unor cantitati enorme de dioxid de carbon si alte gaze, mai ales dupa sfarsitul secolului trecut a aparut automobilul. Dezvoltarea agriculturii a determinat acumularea unor cantitati mari de metan si oxizi de azot in atmosfera.

Efectul de sera:

Gazele deja existente in atmosfera trebuie sa retina caldura produsa de razele soarelui reflectate pe suprafata Pamantului. Fara aceasta Pamantul ar fi atat de rece inat ar ingheta

oceanele iar oamenii, animalele si plantele ar muri.

Insa atunci cand din cauza poluarii creste proportia gazelor numite gaze de sera, atunci este retinuta prea multa caldura si intregul pamant devine mai cald. Din acest motiv in secolul nostru temperatura medie globala a crescut cu o jumatate de grad.

Oamenii de stiinta sunt de parere ca aceasta crestere de temperatura va continua, si dupa toate asteptarile, pana la mijlocul secolului urmator va ajunge la valoarea de 1, 5-4, 5 grade C.

Dupa unele estimari, in zilele noastre peste un miliard de oameni inspira aer foarte poluat, in special cu monoxid de carbon si dioxid de sulf, rezultate din procesele industriale. Din aceasta cauza, numarul celor care sufera de afectiuni toracice-pulmonare, in special in randul copiilor si al batranilor, este in continua crestere. La fel si frecventa cazurilor de cancer de piele este in crestere. Motivul este stratul de ozon deteriorat, care nu mai retine radiatiile ultraviolete nocive.

Gauri in stratul de ozon:

Stratul de ozon din stratosfera ne protejeaza retinand razele ultraviolete ale soarelui. Deoarece in zilele noastre a crescut foarte mult folosirea hidrocarburilor clorinate, fluorinate in flacoane cu aerosoli, frigidere, detergenti si polistiroli, aceste gaze au ajuns in aer in cantitati mai mari decat cele care ar putea fi suportate de atmosfera. Pe masura ce se ridica, se descompun, formandu-se cloridioni, care ataca si distrug stratul de ozon.

Efectul respectiv a fost semnalat pentru prima oarea in anul 1985 de catre oamenii de stiinta care lucrau in Antarctica, in momentul in care au observat formarea unei gauri in stratul de ozon. Cercetatorii au fost ingrijorati de faptul ca stratul de ozon s-ar putea rarefia si in alte parti ale Globului, crescand nivelul radiatiilor nocive. Din nefericire in anul 1995 s-a observat ca si in zona Arcticii si a Europei de N s-au format gauri in stratul de ozon.

Ploi acide:

Ploaia acida se formeaza atunci cand dioxidul de sulf sau oxizii de azot, ambele rezultate ale poluarii industriale, se amesteca in atmosfera cu aburii de apa. Ploaia acida distruge plantele si animalele. Paduri intregi au disparut din cauza ploilor acide. Mai rau este daca aceste ploi acide ajung in lacuri sau rauri care le duc la distanta, omorand si cele mai mici organisme. Dupa estimarea oamenilor de stiinta pana in anul 2001 vor fi doar in Statele Unite si in Canda 50. 000 lacuri moarte biologic.

Dereglarea echilibrului natural al atmosferei nu poate decat sa dauneze Pamantului.

Din cauza incalzirii globale, va creste nivelul marilor, regiunile situate mai jos fiind inghitite de apa. Este de asteptat ca apa sa inghita orasele Londra sau New York. Poluarea resurselor de apa poate atrage dupa sine izbucnirea unor epidemii, aparitia unor

boli grave si moartea. Sunt modificate si raporturile repartizarii precipitatiilor: regiuni intregi pot fi secate complet, ducand la foamete si la pierderea multor vieti omenesti.

In 1995 in Marea Britanie dintre copii sub 18 ani, fiecare al saptelea a suferit de astm. Inflamatia alveolelor pulmonare produce dificultati respiratorii si senzatii de sufocare.

Inca nu este dovedit faptul ca aceasta afectiune ar fi produsa de poluarea aerului, dar un lucru este sigur: poluarea agraveaza simptomele. Principalii vinovati sunt gazele de esapament si gazele formate sub efectul radiatiilor solare din produsele arderii combustibililor.

Siropurile si inhalatiile curative amelioreaza accesele, medicatia pre... Se vorbeşte despre poluare a mediului, atunci când una sau mai multe substanţe sau amestecuri de substanţe străine sunt prezente în mediu, în cantităţi sau pe o perioadă care le face periculoase pentru oameni, animale sau plante şi contribuie la punerea în pericol sau vătamarea, activităţii sau bunăstării persoanelor. ( definiţie dată de Organizaţia Mondială a Sănătăţii - O.M.S.)

Poluarea poate fi

naturală (polenul plantelor şi florilor, care provoaca alergii, emisii vulcanice naturale, etc.) şi

artificială (ca urmare a intervenţiei umane - materii chimice reziduale, deşeuri industriale, gaze de eşapament, deversări accidentale, etc.), aceasta din urmă producându-se datorită depăşirii capacităţii de autoepurare.

În prezent, majoritatea produselor sunt obţinute prin prelucrarea unor materiale brute şi au ca rezultat, în afară de produsul finit, numeroase deşeuri mai mult sau mai puţin toxice, care afectează la diferite niveluri învelişul terestru. Efectele poluării sunt resimţite până pe întinderile, până ieri imaculate, ale Antarcticii. S-a calculat că în ultimul deceniu al mileniului II, excesele civilizaţiei noastre au provocat mediului natural pagube mai mari decât într-un mileniu. Milioane de hectare de teren, ce până ieri erau socotite inerte pe vecie, în paralel cu alte milioane de hectare dintre cele aflate în producţie, devin improprii cultivării datorită tot acţiunii omului. De când omul a început să lupte împotriva naturii, suprafaţa deşerturilor a crescut cu un miliard de hectare şi procesul avansează într-un ritm accelerat.

Din cele 14-16 miliarde de tone de dioxid de carbon lansate anual în atmosferă prin arderea combustibililor, plus cele provenite din respiraţia oamenilor şi animalelor, două treimi sunt absorbite de păduri, acei "plămâni verzi" ai Pământului, cărora le datorăm atât de mult. De asemenea, pădurea este menită să asigure cerinţele de agrement şi turism, tot mai accentuate în condţiile vieţii moderne, ambianţa biofizică indispensabilă localităţilor balneoclimaterice, conservarea multor specii de plante şi animale foarte utile etc. Într-un cuvânt, fără păduri suficiente, dezvoltarea şi, la urma urmelor, viaţa însăşi nu sunt posibile. În condiţiile în care rămân de răscumpărat faţă de pădure greşeli multe şi vechi, când un singur automobil, parcurgând 1000 de kilometri, consumă o cantitate de oxigen

suficientă unui om pe timp de un an, iar râurile dezlănţuite fac tot mai mari ravagii, spălând nemilos ce a mai rămas din fertilitatea solului, exploatarea neraţională a resurselor forestiere a devenit un lux prea scump.

Paleta surselor de degradare a solului este vastă, însă partea cea mai vizibilă şi aflată la îndemâna înţelegerii oricui, priveşte acumularea unei enorme cantităţi de reziduuri de tot felul. Imaginea haldelor de deşeuri din jurul uzinelor şi impresionanta producţie de gunoi din centrele urbane sunt numai două din aspectele acestui fenomen nociv. Gunoi a existat dintotdeauna, dar noţiunea aceasta, ca şi atâtea altele, şi-a modificat serios conţinutul. Pentru gospodăriile tărăneşti tradiţionale şi deci pentru localităţile rurale, gunoiul însemnă aproape exclusiv resturi vegetale nefolosite de animale, care putrezeau în câteva luni, pentru ca iarna sau primavara să fie împrăştiate pe câmp pentru fertilizare. Există practic o reciclare naturală completă ce se consumă aproape la fel şi în perimetrul oraşelor, ale căror periferii nu se deosebeau cine ştie cât de felul de viaţă de la sate.

Cu totul altfel stau lucrurile într-o lume a industrializării şi urbanizării vertiginoase, când doi din cinci locuitori ai globului trăiesc deja în oraşe - faţă de unul din şapte la începutul secolului. În plus, proliferează oraşele mari şi foarte mari, ajungâdu-se ca acelea cu peste un milion de locuitori să depăşească 200. Ori, după calcule aproximative, fiecare locuitor din oraşele europene "produce" mai bine de 1.5 Kg de gunoi pe zi, iar în S.U.A de vreo trei ori mai mult. De obicei, drumul gunoiului sfârşeşte la periferia oraşului, în gropi existente, sau pe locuri virane, unde se acumulează în grămezi imense, acceptate ca servituţi inevitabile, urâţind peisajul, poluând solul, aerul şi apele subterane. Şi mai grav e că o bună parte din aceste gunoaie, îndeosebi materialele plastice, sunt extrem de rezistente la acţiunea bacteriilor şi practic, nu se reciclează pe cale naturală. Prin arderea a aproape opt miliarde de tone de combustibil convenţional se aruncă anual în atmosferă aproximativ un miliard şi jumătate de tone de cenuşă, praf şi gaze. Pe lângă arderea combustibililor - cărbune, petrol, lemn, gaze naturale - probleme asemănătoare creează şi alte industrii, îndeosebi cea chimică, metalurgică, unele ramuri constructoare de maşini, industria alimentară etc. - ca şi circulaţia automobilelor, avioanelor, trenurilor,vapoarelor şi a altor mijloace de transport.

Abstracţie făcând unele unităţi industriale plasate în plină natură, grosul poluării atmosferice provine din oraşe, căci apariţia industriei fie are loc în oraşe, fie creează ulterior oraşe. Aşa că primele victime sunt orăşenii. Există de acum un număr apreciabil de "infernuri ecologice", perimetre urbane unde noxele industrializării se fac simţite prin efecte combinate : aer viciat, zgomot, aglomeraţie. În asemenea locuri - cum sunt oraşele Sao Paulo, Ciudad de Mexico, Detroit, Calcutta, Los Angeles, New York - procentul de îmbolnăviri ale căilor respiratorii, inclusiv cancerul pulmonar, este de câteva ori mai mare, înregistrându-se, de asemenea diverşi alţi factori de risc pentru sănătatea oamenilor, şi nu numai a acelora ce locuiesc la oraşe. Abordând această problemă, specialiştii consideră că, pe lângă reducerea prin toate mijloacele a surselor de poluare şi dacă se poate, chiar eliminarea totală a unora dintre ele, însănătoşirea aerului este de neconceput fără aportul decisiv al ariilor verzi.

La prima vedere, pare paradoxal să vorbim de nevoia asigurării apei pe o planetă care dispune de atata apă, încât s-ar putea inunda complet cu un strat de 3 km grosime. Problema e că 97% din apa globului este sărată, iar din restul de 3% cea mai mare parte se află în gheţari. Rezultă că populaţia lumii are la dispoziţie pentru consumul personal şi pentru activităţile sale economice numai în jur de 1 la sută din volumul de apă dulce, respectiv cea din râuri, fluvii, lacuri şi din unele pânze freatice. Chiar şi aşa, ar fi mai mult decât suficient pe ansamblu, numai că, aşa ca şi la alte capitole ale înzestrării naturale, apa e foarte neuniform repartizată pe întinderea globului, iar o mare parte din ea este de acum puternic poluată. În ansamblul poluării, ponderea apelor uzate - menajere şi industriale - este covârşitoare.

Dacă la poluarea aerului "imaginea-simbol" este oferită de arborii "perforaţi" de "ploile acide", la poluarea apei caracteristice ar putea fi considerate "mareele negre", adică poluarea practic continuă cu petrol a mărilor şi oceanelor lumii, aceasta având efecte dezastroase asupra florei şi faunei marine.