Номер 8, страница 145 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава VIII. Сложные эфиры. Жиры. Параграф 30. Жиры. Моющие средства. Подумайте, ответьте, выполните... - номер 8, страница 145.

Условие.

8. Каков состав и в чём преимущества синтетических моющих средств по сравнению с обыкновенным мылом?

Решение.

Решение 2.

Состав синтетических моющих средств (СМС)

В отличие от обыкновенного мыла, которое представляет собой натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот, синтетические моющие средства имеют более сложный и разнообразный состав. Основу СМС составляют следующие компоненты:

• Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — главный моющий компонент. Молекулы ПАВ, как и молекулы мыла, имеют дифильное строение: длинный неполярный (гидрофобный) углеводородный "хвост" и полярную (гидрофильную) "головку". Однако их химическая природа иная. Основные типы синтетических ПАВ:
  • Анионные ПАВ (например, алкилсульфаты $ROSO_3Na$ и алкилбензолсульфонаты $R-C_6H_4-SO_3Na$). Это наиболее распространенный и эффективный тип ПАВ.
  • Катионные ПАВ (например, четвертичные аммониевые соединения). Обладают бактерицидными свойствами и используются в кондиционерах-ополаскивателях.
  • Неионогенные ПАВ. Не ионизируются в воде, очень эффективны для удаления масляных и жировых загрязнений, обладают низким пенообразованием.
• Вспомогательные вещества (добавки), которые усиливают моющее действие и придают средству дополнительные свойства:
  • Комплексообразователи (строители), например, фосфаты (ранее), цеолиты, цитраты. Они "умягчают" воду, связывая ионы жесткости ($Ca^{2+}$ и $Mg^{2+}$) и предотвращая их взаимодействие с ПАВ.
  • Отбеливатели. Бывают химические (например, перборат и перкарбонат натрия, выделяющие активный кислород при нагревании) и оптические (флуоресцентные вещества, которые поглощают УФ-лучи и излучают в синей области спектра, создавая эффект белизны).
  • Энзимы (ферменты) — биологические добавки для удаления трудновыводимых пятен органического происхождения: протеазы (расщепляют белки — кровь, яйца), амилазы (крахмал), липазы (жиры).
  • Антиресорбенты (например, карбоксиметилцеллюлоза). Предотвращают повторное оседание частиц грязи на ткань в процессе стирки.
  • Регуляторы пенообразования, отдушки, красители, наполнители (например, сульфат натрия в порошках).

Ответ: Синтетические моющие средства состоят из основной моющей основы — поверхностно-активных веществ (ПАВ) немыльной природы (например, алкилсульфонатов), и различных функциональных добавок: комплексообразователей для умягчения воды, химических и оптических отбеливателей, энзимов для удаления пятен, антиресорбентов, отдушек и наполнителей.

Преимущества синтетических моющих средств по сравнению с обыкновенным мылом

Синтетические моющие средства обладают рядом значительных преимуществ перед традиционным мылом:

• Эффективность в жесткой воде. Это ключевое преимущество. Мыло в воде, содержащей ионы кальция ($Ca^{2+}$) и магния ($Mg^{2+}$), образует нерастворимые соли (кальциевые и магниевые мыла), которые выпадают в виде осадка ("мыльного шлака"). Этот осадок не только снижает моющую способность, но и оседает на ткани, делая ее жесткой и придавая сероватый оттенок.
  Уравнение реакции: $2C_{17}H_{35}COONa + Ca^{2+} \rightarrow (C_{17}H_{35}COO)_2Ca\downarrow + 2Na^+$
  В отличие от мыла, кальциевые и магниевые соли синтетических ПАВ (например, алкилсульфатов) хорошо растворимы в воде, поэтому СМС сохраняют свою эффективность в воде любой жесткости.
• Возможность создания специализированных средств. Благодаря разнообразию добавок можно создавать моющие средства с заданными свойствами: для стирки шерсти и шелка (с нейтральным pH), для цветных тканей (без химических отбеливателей), для низкотемпературной стирки (с активными энзимами), порошки для автоматических стиральных машин (с низким пенообразованием). Мыло такой универсальностью не обладает.
• Сырьевая база. Мыло производится из природных жиров и масел, которые также являются пищевыми продуктами. СМС синтезируются в основном из продуктов нефтепереработки и природного газа, что позволяет производить их в огромных количествах и не использовать пищевое сырье.
• Контролируемая реакция среды (pH). Растворы обычного мыла всегда имеют щелочную реакцию из-за гидролиза аниона карбоновой кислоты:
  $RCOO^- + H_2O \rightleftharpoons RCOOH + OH^-$
  Щелочная среда может повредить волокна некоторых натуральных тканей, таких как шерсть и шелк. Состав СМС можно подобрать таким образом, чтобы их водный раствор был нейтральным, что делает их безопасными для самых деликатных материалов.

Ответ: Главными преимуществами синтетических моющих средств перед мылом являются их высокая моющая способность в жесткой воде без образования осадка, возможность создания узкоспециализированных продуктов за счет добавок, использование непищевого сырья (продуктов нефтехимии) для их производства и возможность создавать составы с нейтральной реакцией среды для стирки деликатных тканей.