Меню

В чем преимущество синтетических моющих средств перед мылами в химии

Синтетические моющие средства: польза и вред

Дата публикации: 06.05.2015 2015-05-06

Статья просмотрена: 21957 раз

Библиографическое описание:

Абдрахманова, Г. А. Синтетические моющие средства: польза и вред / Г. А. Абдрахманова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 9 (89). — С. 60-62. — URL: https://moluch.ru/archive/89/17969/ (дата обращения: 25.04.2021).

В последние годы охране окружающей среды во всех странах мира уделяется большое внимание. Бытовая химия окружает нас везде. Начиная с самого утра, заходя в ванную, мы чистим зубы пастой, моем руки, посуду, стираем, и так продолжается весь день. Мне стали интересны препараты, которые делают нашу жизнь «чище и краше» и их безопасности для человеческого организма и окружающей среды.

Самое простое моющее средство было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами.

Первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более-менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году [3]. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.

Средств изобретали всё больше и больше. Создавались новые рецепты и формулы, но по сей день, не был выявлен чисто экологический вариант.

В своей работе я попыталась выявить состав наиболее безопасных моющих средств, а так же их влияние на организм.

Синтетические моющие средства (СМС) — это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, в состав которых входят:

Органические поверхностно-активные вещества

Обладают смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей и пенообразующей способностью. Совокупность этих свойств обусловливает их моющее действие.

Алкилсульфаты в зависимости от строения молекул делят на первичные и вторичные. Первичные сульфаты представляют собой продукты переработки природных жирных кислот; вторичные сульфаты — продукты переработки нефти.

улучшают эффект стирки и усиливают поверхностную активность моющих средств.

используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность моющих средств

Фосфорные соли тринатрийфосфатов и полифосфатов

снижают щелочность моющих растворов до рН=7.

гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом.

для удаления неприятного запаха

Придают ткани большую белизну и яркость за счет голубого оттенка.

ПАВ: содержатся в любом чистящем средстве, даже в обычном мыле.

Анионные ПАВ — Основным достоинством является относительно невысокая стоимость, эффективность и хорошая растворимость. Но они наиболее агрессивны по отношению к организму человека.

Катионные ПАВ обладают бактерицидным свойством.

Неионогенные ПАВ — Основным достоинством является благоприятное действие на ткань и главное — 100 % биоразлагаемость.

Амфолитные ПАВ — в зависимости от среды (кислотность/щелочность) проявляют себя либо как катионные, либо как анионные ПАВы.

Отдушки: устраняют неприятный запах в порошкообразных СМС.

Водные смягчители, противодействующие эффекту ионов «жёсткости» на других компонентах.

Окислители (хлорные и кислородные) для отбеливания, дезинфекции и разрушения органических соединений.

Консерванты для предотвращения от порчи других компонентов [4].

ПРИНЦИП РАБОТЫ СМС.

В состав СМС входят ПАВ, которые выполняют главную работу. ПАВ имеют два полюса — гидрофильный, то есть, тот, который любит воду, и гидрофобный, то есть, тот, который отталкивается водой, но легко соединяется с её противоположностью — с жирами. Основное назначение моющих средств — удаление загрязнений с различных поверхностей. Загрязнения прочно удерживаются на них за счет физико-химических сил, не смачиваются водой и поэтому практически ею не смываются. Чтобы перевести загрязнения в раствор, следует сделать их гидрофильными (смачивающимися). Молекулы ПАВ, адсорбируясь на грязевой частице, «притягивают» ее к воде, отрывают от поверхности препятствуют обратному прилипанию и слипанию частиц между собой. Таким образом, частицы переходят в раствор. Так как раствор поверхностно-активных веществ лучше смачивает поверхности, он проникает в мельчайшие поры и разрушает крупные частицы загрязнений [1].

Читайте также:  Детское жаропонижающее средство какие есть

ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ.

Пав могут попадать в наш организм при вдыхании, контакте кожи с моющим средством, через одежду и плохо промытую от средств посуду.

Итак, основные действующие вещества — это так называемые поверхностно активные вещества (ПАВ), которые представляют собой чрезвычайно активные химические соединения. ПАВ при определенной концентрации способны вызвать нарушения важнейших биохимических процессов нарушить функцию и саму целостность клетки, существенно изменяют интенсивность окислительно-восстановительных реакций, влияют на активность ряда важнейших ферментов, нарушают белковый, углеводный и жировой обмен [2]. Но если внимательно рассмотреть этикетки стиральных порошков на прилавках наших магазинов, то можно заметить, что наши производители не особо заботятся о нашем здоровье, ведь концентрация поверхностно-активных веществ в них иногда доходит до 60 %. Это чревато нарушением иммунитета, развитием аллергии, поражением мозга, печени, почек, легких и нарушением передачи нервных импульсов в ЦНС. Особенно агрессивны в своих действиях анионные ПАВ.

Также следует избегать средств, в составе которых имеются следующие вещества:

Фенолы и крезолы в бытовой химии используются для усиления очищающих свойств, также обладают противомикробным эффектом. Эти бактерицидные вещества очень едки и могут вызвать диарею, головокружение, потерю сознания и нарушение функций почек и печени.

Формальдегид используется в некоторых моющих средствах для очистки пятен и поверхностей, кроме того, формальдегид добавляют в роли консерванта в различные клеи и лакокрасочные изделия.

Канцероген, вызывающий сильное раздражение глаз, горла, кожи, дыхательных путей и легких.

Фосфаты и фосфонаты содержатся в большинстве стиральных порошков в качестве смягчителя воды, но способны вызвать аллергические реакции кожи и поражение дыхательных путей. В настоящее время многие производители отказываются от введения в средства бытовой химии фосфатных добавок, заменяя их более экологичными веществами — цеолитами и поликарбоксилатами.

Гипохлорид натрия — хлор очень опасен, он является причиной заболевания сердечно-сосудистой системы, способствует возникновению атеросклероза, анемии, гипертонии, аллергических реакций, отрицательно влияет на кожу и волосы, повышает риск заболевания раком [3].

Сравнение СМС по нескольким показателям

Источник



В чем преимущество синтетических моющих средств перед мылами в химии

Синтетические моющие средства (СМС¸ детергенты) – это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, которые содержат поверхностно-активные вещества, а также другие органические и неорганические вещества, повышающие эффективность поверхностно-активных веществ.

Их производство основано на дешевой сырьевой базе – продуктах переработки нефти.

Синтетические моющие средства – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот — RSO3H), сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты — алкилсульфаты — ROSO2OН).

Синтетические моющие средства в основном состоят из алкилсульфатных солей натрия RO-SO2-ONa.

Как синтетическое мыло, так и мыло, получаемое из жиров, плохо моет в жесткой воде. Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли:

В результате этого мыло образует вместо пены пленку на поверхности воды и расходуется бесполезно.

Видеоопыт «Образование нерастворимых кальциевых солей жирных кислот»

Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры, делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. А осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности.

Этого недостатка лишены синтетические моющие средства. Они характеризуются более высокой моющей способностью, доступностью сырья для их производства.

Алкилсульфаты — соли сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты. В общем виде образование таких солей можно изобразить уравнениями:

Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках

Читайте также:  Премиум средства по уходу за лицом

Распространенными синтетическими моющими средствами являются алкилбензолсульфонаты. Алкилбензолсульфонат натрия – основной компонент многих детергентов (стиральных порошков):

В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани, кальциевые и магниевые соли синтетических моющих средств растворимы в воде. Поэтому СМС моют как в мягкой, так и в жесткой воде, обладают высокой смачивающей способностью.

Расход СМС по сравнению с мылом гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов кальция и магния).

Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья – растительных масел и жиров.

Повсеместное использование СМС создает свои проблемы. СМС в отличие от мыла трудно поддаются биологическому разложению и, попадая со сточными водами в реки и озера, загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на живые организмы.

Мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии разрушить не могут.

Типичный стиральный порошок содержит приблизительно 70% синтетического моющего средства и около 30% неорганических фосфатов.

Фосфаты удаляют растворимые соли кальция. Но, эти фосфаты попадают в сточные воды. Загрязнение фосфатами рек, озер приводит к размножению зеленых и сине-зеленых водорослей (цветение воды), особенно в замкнутых водоемах. Зеленые растения поглощают кислород, содержащийся в воде, в результате чего происходит постепенная гибель водных растений и животных и их разложение.

Недостатки мыла и их устранение

1. Плохая моющая способность в жесткой воде, содержащей растворимые соли кальция и магния.

Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли. Для этого требуется большой расход мыла.

Способы устранения

В состав мыла вводят вещества-комплексообразователи, способствующие смягчению воды (натриевые соли этилендиамин-тетрауксусной кислоты – ЭДТА, ЭДТА-Na2, химическая формула — C10H14N2Na2O8

2. Мыло сушит кожу, способствует расщеплению кожного сала и его удалению, понижает защитную реакцию кожи (способствует проникновению болезнетворных бактерий).

В водных растворах мыло частично гидролизуется (взаимодействует с водой).

При этом образуется определенное количество щелочи, которая способствует расщеплению кожного сала и его удалению.

Калиевые соли высших карбоновых кислот (жидкое мыло) лучше растворяются в воде и поэтому обладают более сильным моющим действием.

Но в тоже время мыло оказывает вредное воздействие на кожу рук и тела.

Это связано с тем, что верхний тончайший слой кожи имеет слабокислую реакцию (рН =5,5) и за счет этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи.

Умывание мылом приводит к нарушению рН, (реакция становится слабощелочная), раскрываются поры кожи, что приводит к понижению естественной защитной реакции.

При слишком частом использовании мыла кожа сохнет, иногда воспаляется.

Способы устранения

Для уменьшения данного негативного воздействия в современные сорта мыла добавляют:

  • слабые кислоты (лимонная кислота, борная кислота, бензойная кислота и др.), которые нормализуют рН
  • глицерин, вазелиновое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, диэтаноламиды кокосового и пальмового масел и т.д. для смягчения кожи и предотвращения попадания бактерий в поры кожи.

Эксперимент

Можно сравнить мыла и СМС (стиральный порошок) проверив с помощью индикаторов, какая среда характерна для наших моющих средств.

При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная. Кстати, если моющее средство предназначено для стирки хлопчатобумажных тканей, то реакция среды должна быть щелочной, а если для шелковых и шерстяных тканей – нейтральной.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде?

Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:

Источник

В чем плюсы и минусы синтетических моющих средств?

Плюсы синтетических моющих средств

Универсальные СМС, выпущенные в виде порошков и жидкостей, можно применять для любых тканей. Они легко справляются с загрязнениями, не портят окраску материи и не снижают ее износостойкость. Богатый ассортимент позволяет подобрать нейтральные моющие средства с приятным запахом.

Читайте также:  Средство для умывания лица которое не сушит кожу

Синтетические моющие средства, изготовляются и в виде паст. Компактно упакованные, они легко дозируются и не создают пылеобразное облако при загрузке в стиральную машину. Применение в ручной стирке пастообразных средств не вызывает раздражения кожи рук, верхних дыхательных путей и аллергических реакций организма.

С помощью СМС стирать гораздо проще, чем обычным мылом. Они эффективно действуют как в горячей, так и в холодной воде, что особенно важно для синтетики, которой противопоказаны высокие температуры. При необходимости СМС можно применять даже для стирки в морской воде.

Производство синтетических моющих средств не требует применения ни растительных, ни животных жиров, которые нужны для изготовления мыла.

В отличие от хозяйственного мыла, при стирке жидкими СМС можно создавать в растворе не только щелочную, но даже нейтральную или кислую среду.

При стирке расходуется меньше синтетических моющих средств, чем мыла.

Отлично растворяясь в воде любой жесткости, синтетические моющие средства не требуют при стирке добавления смягчающих веществ.

В изготовлении синтетических моющих средств применяются остатки переработки нефти и газа, поэтому СМС обходятся производителям дешевле, чем мыло.

Минусы синтетических моющих средств

Производство СМС и низкая скорость разложения отходов после стирки наносят вред природе нашей страны. В России нет технологий, очищающих реки и озера от фосфатов, которые добавляют в моющие средства для снижения жёсткости воды. Воздействие на почву фосфатов, меняющих ее кислотность и засаливающих земли, вредит растениям.

При загрузке плохо дозированных порошковых СМС в контейнер стиральной машинки или в воду возникает пыль, вызывающая у соприкасающихся с ней хозяек аллергические реакции.

Пастообразные синтетические моющие средства, которые растворяются довольно медленно, годятся только для стирки в мягкой воде.

Если жидкие моющие средства предназначены для удаления загрязнений с хлопковых и льняных тканей, то они походят лишь для стиральной машинки, так как присутствующие в СМС щелочные добавки негативно влияют на кожу рук.

С помощью универсальных СМС можно отстирать лишь слабо загрязненные вещи, а чтобы средство справилось с въевшимися пятнами, нужно добавлять специальные очистители.

В синтетических моющих средствах присутствуют вещества, вредные для здоровья детей. Их трудно выполоскать или смыть водой. В виде тонкой пленки эти вещества остаются на белье, одежде и всех поверхностях. Высохшие в пыль, они раздражают детскую кожу и попадают в легкие, вызывая не только аллергии, но и астму, а также кожные заболевания. При этом СМС лучше заменить натуральными средствами или мылом.

У женщин, все время пользующихся в быту всевозможными СМС, есть риск заболеть раком. Наукой это пока не доказано, но замечено учеными. Вызывают онкологические заболевания формальдегид. Он есть в составе ряда синтетических моющих жидкостей, но не указывается производителями.

В СМС содержатся не только хорошо очищающие поверхностно-активные вещества с сильным пенообразованием. Вред организму наносят отбеливающие реагенты, уничтожающие пятна, гидротропы, усиливающие воздействие ПАВ, лаурилсульфат натрия, вызывающий зуд, перхоть, выпадение волос,.Там есть и другие вещества, пособствующие астме, гастриту и аллергии.

Источник