Detergenti .Sapunuri. Substante tensio-active

Istorie

      In societatea primitiva , chiar si in zilele de azi , hainele  erau curatate ,prin 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-activa.

      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 o 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.

Generalitati

      Apa 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 curature, 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 clatesti . Agentii tensio-activi dau si alcalinitate,  utila la indeparta petele acide.

Clasificare

      Agentii 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:

Referat: Tratamentul complex al luxatiei recidivante de rotula: orthopedic sau chirurgical? Lucrare: Articulatia genunchiului - meniscurile genunchiului

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 

Sapunurile

Sunt 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-activ

• Agenti neionici : moleculele  agentilor neionici sunt produse prin transformarea hidrocarburi in alcool , si dupa aceea , reactia alcoolului  gras cu oxid de etena

Acesti 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 si
• Energie mecanica , care provine de la masina de spalat sau mainile

De 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.