Номер 10, страница 147 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

10. Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет?

Различие в скорости разложения мыла и некоторых синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водоемах обусловлено их химической структурой и способностью микроорганизмов к их расщеплению, то есть биоразлагаемостью.

Мыло представляет собой соли высших жирных кислот, которые получают из природных растительных масел или животных жиров. Молекула мыла, например, стеарата натрия ($C_{17}H_{35}COONa$), имеет длинную углеводородную цепь линейного, неразветвленного строения. Эта структура очень похожа на структуру природных жирных кислот, которые являются обычным компонентом живых организмов. Поэтому микроорганизмы в реках и озерах имеют ферменты, способные эффективно расщеплять такие линейные молекулы. Процесс их разложения (бета-окисление) протекает быстро, в результате чего мыло распадается на простые и безопасные для окружающей среды вещества: углекислый газ ($CO_2$) и воду ($H_2O$).

В отличие от мыла, многие синтетические ПАВ (особенно разработанные в середине XX века) получают из продуктов нефтепереработки. Их молекулы часто имеют разветвленную углеводородную цепь или содержат устойчивые ароматические кольца (например, бензольные). Ферменты микроорганизмов, «настроенные» на расщепление линейных цепей, не могут эффективно разрушать такие сложные и неестественные для природы структуры. Разветвления или ароматические кольца создают пространственные препятствия, блокируя работу ферментов. Вследствие этого, такие ПАВ не разлагаются или разлагаются очень медленно, накапливаются в водоемах, вызывая долговременное загрязнение, которое может проявляться в виде устойчивой пены на поверхности воды и наносить вред водным обитателям.

Важно отметить, что в настоящее время производители стремятся выпускать биоразлагаемые синтетические моющие средства. В них используются ПАВ с линейной, а не разветвленной структурой, что значительно ускоряет их распад в природе.

Ответ: Мыло быстро разлагается в водоемах, потому что его молекулы имеют линейное строение, схожее со строением природных жирных кислот, и легко расщепляются ферментами микроорганизмов. Некоторые синтетические ПАВ, напротив, имеют сложную разветвленную или ароматическую структуру, которая устойчива к действию ферментов, из-за чего они не разлагаются и накапливаются в окружающей среде.