Удивительный мир органической химии

Анионоактивные моющие вещества при растворении в воде диссоциируют на длинноцепочечные анионы (они обеспечивают поверхностную активность раствора) и катионы, которые влияют на растворимость этих веществ в воде. К таким соединениям относятся алкилсульфонаты, алкиларилсулъфонаты (сульфонолы) и алкилсульфаты. Эти соединения и процесс их диссоциации можно показать так:

Алкиларилсульфонаты — моющие средства, которые первыми появились в промышленности (их производство началось еще в 1930 г.).

Анионоактивные моющие соединения составляют самую большую по численности группу синтетических моющих веществ. По практической значимости они также стоят на первом месте.

Катионоактивные моющие вещества при растворении в воде также диссоциируют на ионы, но носителем поверхностно-активных свойств является большой катион. В основном это соли высших аминов, соли четырехзамещенного аммония и другие подобные соединения:

R — углеводородный радикал, содержащий 12-18 углеродных атомов, a R₁, R₂, R₃ — короткие алифатические радикалы (метил, этил).

Катионоактивные синтетические моющие вещества применяются значительно меньше, чем анионоактивные.

Неионогенные моющие вещества в водных растворах не диссоциируют на ионы, но их поверхностная активность создается самими электронейтральными молекулами, содержащими гидрофильные функциональные группы, например алкилполиэтиленгликоль.

Преимущество неионогенных ПАВ состоит в том, что они не образуют обильной пены и поэтому удобны для применения в стиральных машинах. Эти ПАВ в последние годы заняли видное место в химии и технологии моющих веществ.

Все СМС, в состав которых входят перечисленные выше ПАВ, хорошо моют в жесткой воде, так как образующиеся кальциевые или магниевые соли являются растворимыми.

13.3. ПАВ и СМС вокруг нас

ПАВ применяют практически везде. Но больше всего их используют в текстильной промышленности для мойки поступающей на фабрики пряжи и шерсти, а также для очистки готовой продукции. ПАВ также необходимы при крашении ткани для равномерного распределения красителя в ее порах.

ПАВ применяют при изготовлении и обработке светочувствительных материалов (фото- и кинопленки, фотобумаги) для достижения равномерного нанесения светочувствительной эмульсии.

Не обходится без ПАВ и строительное дело. Их применяют в качестве добавок в цементы и цементные растворы для улучшения их свойств. В этом случае повышается прочность и долговечность отвердевших бетонов, улучшается их морозостойкость.

При приготовлении эмульсий ядохимикатов для уничтожения сельскохозяйственных вредителей также используют ПАВ. Их вносят в почву для улучшения ее структуры, уменьшения эрозии, лучшего проникновения и сохранения влаги.

Не отстает и фармацевтическая промышленность. Она применяет ПАВ в производстве многих лекарственных препаратов. ПАВ незаменимы при получении разнообразных косметических средств (кремов, мазей, лосьонов, зубных паст и т. д.).

Без ПАВ не могут обойтись даже... пожарные. В противопожарные пены для повышения их устойчивости добавляют катионоактивные ПАВ.

Однако основное количество ПАВ идет на получение синтетических моющих средств (СМС). Что представляют собой эти вещества?

СМС — это композиции, в состав которых кроме ПАВ (15-20%) входят различные добавки — органические и неорганические. Роль этих добавок различна. Одни из них усиливают действие ПАВ, другие препятствуют повторному оседанию загрязнений на ткань из раствора, третьи — дезинфицируют и отбеливают ткань (для этого добавляют перборат натрия Na₂BO₂ • Н₂O₂ • ЗН₂O), четвертые придают ткани приятный запах, пятые повышают пенообразование и смягчают воду и т. д. Удачное сочетание таких добавок позволяет получать СМС с хорошими свойствами.

В настоящее время известно много отечественных и импортных СМС, используемых в быту и в технике. Вам хорошо известны различные шампуни со звучными названиями на красочных этикетках. Однако нужно помнить о том, что, как бы ни различались эти этикетки и названия, рекламные проспекты и ролики по телевидению, основными составляющими всех СМС являются практически одни и те же компоненты. Разница — в дозировке или незначительном добавлении тех или иных веществ, которые, кстати, не всегда идут на пользу. Проведенные исследования показали, что отечественные СМС ни в чем не уступают импортным, а часто даже превосходят их.

Трудно перечислить все отрасли промышленности, в которых СМС стали незаменимыми. Кроме использования в быту, их применяют для очистки автомобилей и самолетов, сельскохозяйственной техники, танкеров и нефтехранилищ, станков и огромных химических реакторов. Для этого используют СМС, в состав которых входят самые дешевые ПАВ.