Kā darbojas ziepes

SuperManu / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

Ziepes ir nātrija vai kālija taukskābju sāļi, kas ražoti no hidrolīze taukiem ķīmiskā reakcijā, ko sauc pārziepjošana . Katrs ziepju molekula ir gara ogļūdeņraža ķēde, ko dažreiz sauc par “asti”, ar karboksilāta “galvu”. Ūdenī nātrija vai kālija joni peld brīvi, atstājot negatīvi lādētu galvu.

Galvenās līdzņemamās lietas: ziepes

• Ziepes ir sāls taukskābe.
• Ziepes tiek izmantotas kā tīrīšanas un smērvielas.
• Ziepes attīra, darbojoties kā a virsmaktīvā viela un emulgators. Tas var aptvert eļļu, padarot to vieglāk noskalot ar ūdeni.

Kā ziepes attīra

Ziepes ir lielisks tīrīšanas līdzeklis, jo tās spēj darboties kā emulgators. An emulgators spēj izkliedēt vienu šķidrumu citā nesajaucamā šķidrumā. Tas nozīmē, ka, lai gan eļļa (kas piesaista netīrumus) dabiski nesajaucas ar ūdeni, ziepes var suspendēt eļļu/netīrumus tā, lai tos varētu noņemt.

Dabisko ziepju organiskā daļa ir negatīvi lādēta, polāra molekula. Tā hidrofilā (ūdeni mīlošā) karboksilāta grupa (-CO_divi) mijiedarbojas ar ūdens molekulām, izmantojot jonu-dipola mijiedarbību un ūdeņraža saiti. Ziepju molekulas hidrofobā (ūdensbaidošā) daļa, tās garā, nepolārā ogļūdeņraža ķēde, nesadarbojas ar ūdens molekulām. Ogļūdeņražu ķēdes tiek piesaistītas viena otrai ar dispersijas spēkiem un saplūst kopā, veidojot struktūras, t.s. micellas . Šajās micellās karboksilātu grupas veido negatīvi lādētu sfērisku virsmu ar ogļūdeņražu ķēdēm sfēras iekšpusē. Tā kā ziepju micellas ir negatīvi uzlādētas, tās atgrūž viena otru un paliek izkliedētas ūdenī.

Tauki un eļļa ir nepolāri un nešķīst ūdenī. Ja sajauc ziepes un netīrās eļļas, micellu nepolārā ogļūdeņraža daļa sadala nepolārās eļļas molekulas. Tad veidojas cita veida micella, kuras centrā ir nepolāras netīrumu molekulas. Tādējādi smērvielas un eļļa, kā arī tiem piesaistītie “netīrumi” tiek noķerti micellas iekšpusē un tos var izskalot.

Ziepju trūkums

Lai gan ziepes ir lieliski tīrīšanas līdzekļi, tām ir trūkumi. Kā vāju skābju sāļus minerālskābes tos pārvērš brīvās taukskābēs:

CH₃(CH_divi)₁₆CO_divi^-Jau tagad⁺+ HCl → CH₃(CH_divi)₁₆CO_diviH+Na⁺+ Cl^-

Šīs taukskābes ir mazāk šķīstošas ​​nekā nātrija vai kālija sāļi un veido nogulsnes vai ziepju putas. Šī iemesla dēļ ziepes ir neefektīvas skābā ūdenī. Arī ziepes veido nešķīstošus sāļus cietā ūdenī, piemēram, ūdenī, kas satur magniju, kalciju vai dzelzi.

2 CH₃(CH_divi)₁₆CO_divi^-Jau tagad⁺+ Mg²⁺→ [CH₃(CH_divi)₁₆CO_divi^-]_diviMg²⁺+ 2 jau⁺

Nešķīstošie sāļi veido vannas gredzenus, atstāj plēves, kas samazina matu spīdumu, un pēc atkārtotas mazgāšanas padara audumus pelēkus/raupjus. Sintētisks mazgāšanas līdzekļi tomēr var šķīst gan skābos, gan sārmainos šķīdumos un neveido nešķīstošas ​​nogulsnes cietā ūdenī. Bet tas ir cits stāsts ...

Avoti

IUPAC. Ķīmiskās terminoloģijas apkopojums , 2. izd. ('Zelta grāmata'). Sastādījuši A. D. Maknauts un A. Vilkinsons. Blackwell Scientific Publications, Oksforda (1997). Arhivēts.

Klauss Šūmans, Kurts Sīkmans (2005). 'Ziepes'. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija . Vainheima: Wiley-VCH.

Torstens Bartels u.c. (2005). 'Smērvielas un eļļošana'. Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija . Vainheima: Wiley-VCH.