SEMINARSKI, DIPLOMSKI I MATURSKI RADOVI SEMINARSKI, DIPLOMSKI I MATURSKI RADOVI IZ SVIH OBLASTI, POWERPOINT PREZENTACIJE I DRUGI EDUKATIVNI MATERIJALI.
WWW.DIPLOMSKI-RAD.COM AKO AKO VAM VAM TR TREB EBA A EDUK EDUKAT ATIV IVNI NI MATE MATERI RIJA JALL BILO BILO DA JE TO SEMI SEMINA NARS RSKI KI,, DIPLOM DIPLOMSKI SKI , MATURS MATURSKI KI RAD, RAD, ILI POWER POWERPO POINT INT PREZE PREZENTA NTACIJ CIJA A NA NASIM NASIM SAJTOVIMA CE TE NACI SVE NA JEDNOM MESTU . SVI VAM PRUZAJU SAMO IME ZA SEMI SEMINA NARS RSKI KI,, DIPL DIPLOM OMSK SKII ILI ILI MATU MATURS RSKI KI RAD RAD A MI VAM VAM DAJE DAJEMO MO DA POGLEDATE SVAKI RAD NJEGOV SADRŽAJ I PRVE TRI STRANE U PDF-U TAKO DA MOŽETE TACNO DA ODABERETE PRAVI RAD BEZ PROMASAJA. NASA BAZA SADRZI SVAKI GOTOV SEMINARSKI, DIPLOMSKI I MATURSKI RAD KOJI CE VAM VAM IKAD IKADA A ZATR ZATREB EBAT ATI, I, MOŽE MOŽETE TE GA SKIN SKINUT UTII I UZ NJEG NJEGOV OVU U POMO POMOC C NAPR NAPRA AVITI VITI JEDI JEDINI NIST STV VEN I UNIK UNIKA ATAN TAN RAD. AKO AKO U BAZI AZI NE NADJ NADJET ETE E SEMI SEMINA NARS RSKI KI,, DIPL DIPLOM OMSK SKII ILI ILI MATR MATRUS USKI KI RAD RAD KOJI KOJI VAM VAM JE POTR POTREB EBAN AN,, U SVAK SVAKOM OM MOME MOMENT NTU U MOZE MOZETE TE NARU NARUCI CITI TI DA SE IZRA IZRADI DI NOVI NOVI POTP POTPUN UNO O UNIKATAN SEMINARSKI, DIPLOMSKI ILI MATURSKI RAD NA LINKU NOVI RADOVI. SVA PITANJA I ODGOVORE MOŽETE DOBITI NA NAŠEM FORUMU KAO I BESPLATAN SEMINARSKI, PREPRICANE LEKTIRE, PUSKICE I POMOC. ZA BILO KOJI KOJI VID VID SARA SARADN DNJE JE ILI ILI REKL REKLAM AMIR IRAN ANJA JA MOZE MOZETE TE NAS NAS KONT KONTAK AKTI TIRA RATI TI NA KONTAKT FORMI.
SADRŽAJ UVOD 3 SIROVINE ZA PROIZVODNJU SAPUNA 4 POSTUPCI ZA DOBIJANJE SAPUNA 6 UZIMANJE UZORAKA SAPUNA 9 ODREĐIVANJE SADRŽAJA MASNIH KISELINA POMOĆU PARAFINSKOG KOLAČA 11 ODREĐIVANJE UKUPNIH ALKALIJA 12 TENZIDI UVOD 14
13 TENZIDI
HEMIJSKA STRUKTURA I SVOJSTVA POVRŠINSKI AKTIVNIH MATERIJA 15 PODJELA POVRŠINSKI AKTIVNIH MATERIJA 16 MEHANIZAM DEJSTVA TENZIDA 20 ZAKLJUČAK 21 LITERATURA 22
UVOD Sapun je najstarije sredstvo za pranje kože. Već na sumerskim pločama iz 2500 god. Prije nove ere pronađenim na području između rijeke Eufrata i Tigrisa postoje zapisi o upotrebi sapuna. Pravljenje sapuna kao djelatnost se javlja u Evropi u sedmom stoljeću. Tadašnji proizvođači sapuna su recepte pravljenja sapuna ljubomorno čuvali kao najveće tajne. Masti biljnog i životinjskog porjekla mješale su se sa pepelom biljaka, zajedno sa mirisima. Ovo je takođe vrijeme kada se sapuni raslojavaju prema namjeni na sapune za brijanje, pranje kose, pranje tijela i pranje veša. Italija,Španija i Francuska su predstavljale prve centre masovne proizvodnje sapuna, budući da im je prirodno bogatstvo maslinama obezbeđivalo kvalitetne sirovine. Polovinom devetnaestog vjeka sapun je u nekoliko zemalja visoko oporezovan, tako da je bio dostupan samo malom broju ljudi. Međutim ovaj porez je ubrzo ukinut i od tada do danas sapun je dostupan svima. Prvi industrijski proizvedeni sapun za široku upotrebu bili su poznati kao karbolni sapuni ali ni oni nisu bili ugodni za kožu. Tako je bilo sve do pedesetih godina prošlog vijeka, kada je u poslijeratnom razdoblju među ženama zavladala prava revolucija uljepšavanja. Pred kraj dvadesetog stoljeća u čitavoj je kozmetičkoj industriji došlo do preokreta. Dakle pod pritiskom ekoloških udruga i aktivnosti za prava životinja brojne su fabrike popustile pred zahtjevima potrošača i ponudile savremeniju viziju kozmetike. Drugim riječima,sapune životinjskog porijekla ostavili smo prošlosti dok se cjelokupna znanost o ljepoti okreće ljekovitom bilju. Danas sapuni izgledaju i mirisno i bajno a zahvaljujući svojim aromaterapijskim i ostalim blagotvornim svojstvima postaju najbolji saveznik u borbi u malim izazovima svakodnevne njege.
SIROVINE ZA PROIZVODNJU SAPUNA Sirovine za proizvodnju sapuna djele se u dvije grupe: 1.Osnovne ili polazne sirovine(biljna ulja i životinjske masti) a)Biljna ulja koja se koriste za proizvodnju sapuna su: -ulje soje -ulje suncokreta -uljane repice -ulje lana -ulje masline -ulje kikirikija -ulje palmi -ulje kokosa i -ulje ricinusa. b)Životinjske masti koje se koriste za proizvodnju sapuna su: -goveđi loj -svinjska mast -koštana mast -kitova mast i
-neke tehničke masti.
Za proizvodnju sapuna najvažnije su smjese masnoća koje u sebi sadrže sledeće kiseline: -laurinska kiselina -palmitinska kiselina -oleinska kiselina -miristinska kiselina
2.Pomoćne sirovine (aktivne sirovine i neaktivne sirovine) a)Aktivne sirovine (učestvuju u procesu dobijanja sapuna)a to su: -natrijum-hidroksid (NaOH) -natrijum-karbonat (Na 2CO3) -natrijum-hlorid (NaCl) -kalijum-karbonat (K 2CO3) b)Neaktivne sirovine (služe kao dodaci koji pojeftinjuju proizvodnju sapuna i daju sapunima određena svojstva) a to su: -natrijum-sulfat (Na 2SO4) -kaolin -talk -boje i -mirisi
POSTUPCI ZA DOBIJANJE SAPUNA Postoji više postupaka za dobijanje sapuna,zavisno od toga da li je polazna sirovina prirodna masnoća ili slobodne masne kiseline koje se dobijaju njenim razlaganjem. Klasični diskotinualni postupak Najjednostavniji,klasični način kuvanja sapuna sastoji se u zagrijevanju određenih masnoća sa rastvorom NaOH na temeraturi od oko 100°C-120°C u sudovima u koje se uvodi pregrijana vodena para. U prisustvu NaOH triacil gliceroli se razlažu na glicerol i natrijumove soli masnih kiselina -sapune, prema jednačini:
CH2OCO – R1
CH2OH
CHOCO – R2 + 3 NaOH
CH – OH
R1 – COONa
+
R2 – COONa
CH2OCO – R3
CH2OH
R3 – COONa
triacil-gricerol
glicerol
smiješa Na-soli
( masnoća)
masnih kiselina (sapun)
gdje su: R1 , R2 i R3- ostatci kiselina koje su bile vezane u triacilglicerolima. Ova reakcija se naziva saponifikacija. Poslije saponifikacije dodaje se zasićeni rastvor NaCl, pomoću koga se odvaja („isoljava“) sapun. Sapun se skuplja kao gornji sloj, a u donjem sloju se nalaze glicerol i vodeni rastvor NaOH i NaCl. Poslije višečasovnog mirovanja iz reaktora se ispušta donji sloj (podložica ), koji se koristi za dobijanje glicerola. Gornji sloj, sapunsko jezgro sadrži osim sapuna manji dio neosapunjenih
masnoća i druge primjese koje potiču iz masnoća, zbog čega se ispira 2 - 3 puta vodom i ponovo podvrgava procesu saponifikacije sa viškom NaOH. Sapunsko jezgro se zatim još jednom ispere vodom uz stalno miješanje i pri tome se razdvaja u dva sloja. Gornji sloj je čisto jezgro sapuna koje sadrži 60% - 65 % sapuna i 30% 40 % vode. Donji sloj je sapunski ljepak (laim), koji sadrži do 40 % sapuna. Sapunsko jezgro se po odvajanju hladi, suši, miješa sa dodacima i oblikuje u gotov proizvod.
Kontinualni postupak Kontinualni postupak dobijanja sapuna danas se primjenjuje više nego klasični postupak koji dugo traje, a zahtjeva i veću potrošnju vodne pare. Prvi kontinualni postupak razvijen je 1938 god. u SAD. U prvoj fazi ovoga postupka prirodna masnoća se, pomoću vrele vode i u prisustvu katalizatora ZnO, hidrolizuje na povišenoj temperaturi i pritisku na slobodne masne kiseline i glicerol, prema reakciji:
CH2COOR
CHCOOR
CH 2OH
+
3H2O
3RCOOH
CH2COOR
+
CHOH
CH 2OH
Slobodne masne kiseline se zatim u sledećoj fazi postupka, po prečišćavanju destilacijom u vakuumu, dejstvom Na 2CO3, prevode u sapun reakcijom saponifikacije: 2R COOH + Na2CO3
2RCOONa + H2O + CO2 ,
gdje je R-alkil ostatak masne kiseline. Šema kontinualnog postupka za dobijanje jezgra sapuna prikazna je na slici 1. Prema datoj šemi, rastopljena masnoća se katalizatorom iz suda (1) i vrela voda uvode se protivstrujno u vertikalnu kolonu za hidrolizu (2). Pregrijana voda pada na dno kolone odnoseći sa sobom glicerol. Masne kiseline izlaze sa gornjeg djela kolone (2) i preko izmjenjivača toplote (3) odvode se u kolonu (4) na prečišćavanje kontinualnom vakuum-destilacijom. Prolazeći kroz kondenzator para (5), masne kiseline se odvode u prihvatni sud (6). Zatim se masne kiseline, temperature oko 80°C, uvode u reaktor sa brzom mješalicom (7) u koji se takođe
kontinualno uvodi i kondenzovani rastvor Na2CO3. Reakcija saponifikacije se odigrava skoro trenutno.Dobijeno sapunsko jezgro se odvodi na dalju preradu.
4 3 7 6 2 8 1 9 10
Slika 1: - Šema kontinualnog postupka za dobijanje sapunskog jezgra: 1- sud za masnoću i kataliuzator; 2-kolona za hidrolizu masnoće; 3- izmjenjivač toplote; 4kolona za vakuum – destilaciju; 5- kondenzator para masnih kiselina; 6- prihvatni sud za masne kiseline; 7- reaktor sa brzom mješalicom; 8- sud za prihvatanje sapunskog jezgra; 9- uparivači; 10- prihvatni sud za sirovi glicerol. Sapunsko jezgro sadrži 30-40% vode i prije oblikovanja u gotov proizvod potrebno ga je osušiti na 13% -15% vlage. Za proizvodnju toaletnih sapuna iz sapunskog jezgra kombinuje se kontinualni postupak višestepenog sušenja i drugih operacija, kao što su umešavanje dodataka, homogenizovanje i druge, koje su uključene u postupak prerade sapunskog jezgra u toaletni sapun. Prema jednom od poznatijih
postupaka -Maconijevom (Mazzoni) sušenje se izvodi preko izmjenjivača toplote, ekspanzione posude sa pužnim mješačima i vakuum-komore. Sapunska masa se zatim dorađuje u dvostepenim presama tipa granulacionih mlinova (peloteze) i miješa se sa dodacima u specijalnim mješačima (amalgatori). Homogenizovana sapunska masa se oblikuje u toplom plastičnom stanju zbog čega gotov proizvod ima homogenu strukturu, optimalnu tvrdoću i rastvorljivost u vodi. Toaletni sapuni sadrže veliki broj dodataka koji im određuju primjenu, a utiču i na ljepši izgled. Najpoznatiji dodaci toaletnim sapunima su: boje stabilne u alkalnoj sredini, blagi ili itenzivni mirisi, sredstva za mašnjenje i zaštitu kože (derivati lanolina), biljni ekstrakti, sintetički tenzidi radi boljeg pjenušanja (u morskoj vodi), sredstva za dezodorisanje-najčešće bakteriostatici itd. Kao punilac najčešće se koristi Na 2SO4. Osim toaletnog poznate, su još mnoge vrste sapuna kao: polusintetički, koji sadrže sintetičke tenzide, sapuni i sapunske kreme za brijanje, tekstilni za korišćenje u tekstilnoj industriji, sapuni sa metalima (aluminijev, bakarni, cinkov sapun itd.), koji se primjenjuju u proizvodnji sredstava za podmazivanje
UZIMANJE UZORKA SAPUNA Uzorci za ispitivanje sapuna se uzimaju iz tzv. Jedinica pakovanja koje predstavljaju ambalažnu jedinicu za transport (velika kutija, sanduk i dr.). U svakoj jedinici pakovanja nalazi se, veći ili manji, oblikovani broj komada sapuna. Broj jedinica pakovanja iz kojih se uzima uzorak, određuje se prema obliku h-partije, prema TABELI 2. Način uzimanja uzorka zavisi od vrste proizvoda i načina pakovanja. Ako je sapun u obliku komada, uzorci se uzimaju iz svake jedinice pakovanja, izdvojene prema TABELI 1 i to najmanje po jedan sapun iz svake jedinice pakovanja. Ako je proizvod u obliku ljuskice, strugotine, rezanca, paste ili tečnog sapuna, uzorci se uzimaju pomoću sonde duž cijelog pakovanja. Količina laboratorijskog uzorka treba da iznosi 100 g. Prije nego se pripremo laboratorijski uzorak, svaka izdvojena jedinica proizvoda, koja gubi vlagu spajanjem, izmjeri se radi utvrđivanja mase i preračunavanja na prvobitnu fabričku masu. Djeljenjem nađene mase sa deklarisanom masom dobija se faktor kojim se množe svi analitički nalazi, da bi se sveli na prvobitnu fabričku masu proizvoda. Od većih komada čvrstih sapuna, uzetih iz izdvojenih jedinica pakovanja, siječe se približno 1/8 pomoću odgovarajućeg pribora. Komadi sapuna čija je masa manja od 50 g. Uzimaju se cijeli za pripremu uzorka. Od isječenih dijelova komada sapuna, sitnjenjem i miješanjem, priprema se laboratorijski uzorak. Ako je dobijena količina veća od 100 g. Onda se četvrtanjem smanjuju na tu vrijednost. Uzorci sapuna u obliku paste, koji su uzeti iz izdvojenih jedinica , dobro se izmješaju, homogenizuju i po potrebi smanje na odgovarajuću količinu laboratorijskog uzorka. Uzorci sapuna u obliku ljuskice, strugotine ili praha istisnu se, izmiješaju i četvrtanjem svedu na količinu potrebnu za analizu. Uzorci tečnih sapuna prethodno se spoje u posebnu posudu pogodne zapremine, dobro promučkaju i po potrebi smanje na količinu laboratorijskog uzorka. Za svaki uzeti uzorak uzimaju se sledeći podaci:
-naziv i vrsta proizvoda -naziv i sjedište proizvođača ili prodavca -veličina isporuke -datum i mjesto uzimanja uzorka -potpisi lica koja su uzela uzorak i -druge poruke koje su značajne za analizu Analiza sapuna sastoji se u određivanju: -vlage -ukupnih masnih kiselina -neospunjeni masnoća -slobodnih, vezanih i ukupnih alkalija -karbonatnih alkalija -hlorida -vodenog stakla -nerastopljivog ostatka u vodi i 96 % etanolu -i drugih posebnih određivanja prema vrsti i kozistenciji (tački mržnjenja) spuna. JEDINICE PAKOVANJA IZ KOJIH SE UZIMA UZORAK
BROJ JEDINICA PAKOVANJA U PARTIJI
PROCENAT IZABRANIH JEDINICA PAKOVANJE IZ KOJIH SE UZIMA UZORAK
DO 10
100%
OD 11 DO 20
70%
OD 21 DO 30
40%
OD 31 DO 40
30%
OD 41 DO 70
20%
OD 71 DO 100
10%
OD 101 DO 200
7%
OD 201 DO 300
4%
OD 301 DO 400
3%
OD 401 DO 700
2%
PREKO 700
1%
ODREĐIVANJE SADRŽAJA MASNIH KISELINA POMOĆU PARAFINSKOG KOLAČA Sadržaj ukupnih masnih kiselina je različit u različitim vrstama spuna. Za tačno određivanje ukupnih masnih kiselina primjenjuju se gravimetrijske metode gdje se sapun koji se iagituje, zakiseli sa razblaženom kiselinom, a izdvojene masne kiseline odvoje se od rastvora i to u obliku „kolača“ ili ekstrakcijom pomoću određenog rastvarača. REAGENSI: -mineralna kiselina, razblažena (5% - na H 2SO4 ili 3,5% na HCl) -parafin,vosak ili stearinska kiselina -etanol 96% -ni POSTUPAK: U porculanskoj šolji, na tehničkoj vagi se izmjeri uzorak od 6 g do 10 g sitno isjeckanih sapuna i prelije sa 180-300 cm 3 razblažene kiseline. Zagrijava se dok na površinu ne ispliva sloj masnih kiselina koje nastaju u reakciji: RCOONa + HCl
RCOOH + NaCl
Masne kiseline se zatim mehanički odvoje od rastvora u kome ostaje višak neproreagovane masne kiseline i izdvojena so. Na satnom stalku odmjeri se 6 g – 10 g čistog parafina, voska ili stearinske kiseline i doda u porculansku šolju sa izdvojenim masnim kiselinama, da bi se po hlađenju obrazovao čvrst kolač koji se lako skida sa površine tečnosti i pere vodom sve dok se ne ukloni sva kiselina. Zatim se ispira alkoholom i u porculanskoj šolji suši na temperaturi od 70°C do 130°C do konstantne mase. Prije svakog mjerenja kolač se suši. Povečanje mase
parafina u odnosu na početnu msu jednako je masi izdvojenih masnih kiselina.Procenat masnih kiselina kod sapuna se izračunava po jednačini: m2 – m1/m * 100% gdje je: m1 - masa dodatnog parafina u gramima m2 - masa masnih kiselina kod parafina u gramima m – polazna masa sapuna u gramima
ODREĐIVANJE UKUPNIH ALKALIJA Sadržaj ukupnih alkalija je zbir slobodnih alkalija vezanih za masne kiseline. REAGENSI: -metil – oranž , 1% - ni rastvor POSTUPAK: Izmjeri se 10 g sapuna i rastvori u dovoljno vode uz zagrijavanje. Potom se rastvor ohladi i titrira sa 0,5 M HCl uz indikator metil – oranž. Procenat ukupnih alkalija računa se prema jednačini : NaOH=0,04*V*M*100% / m gdje je: V- zapremina rastvora HCl utrošena za titraciju u cm 3 M- koncentracija rastvora HCl u mol/dm3 m- masa u gramima 0,04- masa NaOH (g) koja odgovara 1cm 3 1 MHCl
TENZIDI
UVOD - TENZIDI Sredstva za pranje (deterdženti) jesu proizvodi kojima se uklanja nečistoća sa zaprljani predmeta (latinski detergere – obrisati,očistiti). Deterdženti su višekomponentni proizvodi u kojima su najvažniji sastojci površinski aktivne materije (PAM), poznate i pod nazivom tenzidi. Osim tenzida, deterdženti sadrže različite dodatke pomoću kojih se postižu i pojačavaju određena željena svojstva sredstava za pranje. Najstarije sredstvo za pranje je sapun, koji je poznat duže od 2000 godina. Savremeni deterdženti se na tržistu pojavljuju u vidu praška, paste i tečnosti i danas ih svakodnevno koristimo.
HEMIJSKA STRUKTURA I SVOJSTVA POVRŠINSKI AKTIVNIH MATERIJA Tenzidi su organska jedinjenja sa karakterističnom difilnom strukturom molekula, koja im omogućava dvojako ponašanje prema vodi i drugim rastvaračima. Ona se pojednostavljeno prikazuje kao oblik čiode: COO-Na+;
OSO3-Na+;
SO3-
Na+ anjonski N(R3)+Clkatjonski
CH2
CH2
CH2
O
;
OH
nejonski hidrofobni dio
hidrofilni dio molekula tenzida
Tijelu čiode odgovara izduženi dio molekula tenzida koji sačinjava ostatak ugljovodoničnog niza, koji se sam za sebe lako rastvara u organskim rastvaračima slične hemijske strukture, dok je u vodi nerastvoran – hidrofoban . Hidrofobni dio molekula sadrži 10 – 18 C-atoma povezanih u ravan ili razgranati niz, sa zasićenim ili nezasićenim vezama. Taj niz može djelimično da sadrži i ciklične strukture. Dužina i struktura hidrofobnog djela utiču na površinsku aktivnost tenzida tj. na sposobnost pranja, kvašenja i emulgovanja. Dio molekula koji je predstavljen
kao glava čiode sačinjavaju grupe koje doprinose njihovoj lakšoj rastvorljivosti u vodi ( hidrofilni dio molekula ). Na šemi su prikazane najvažnije hidrofilne grupe, grupisane po vrsti jona koji se svrstavaju pri rastvaranju u vodi. Površinska aktivnost tenzida posljedica je difilne strukture njihovih molekula. U manjim koncentracijama u rastvoru znatno smanjuju površinski napon, odnosno sile koje djeluju na graničnim površinama između faza. Pri dodatku manje od 1% PAM čistoj vodi površinski napon vode na graničnoj površini sa vazduhom opada na 1/3 svoje prvobitne vrijednosti. Na isti način tenzidi smanjuju površinski napon između vode i čvrste površine koja se čisti, čime se ubrzavaju kvašenje, dispergovanje i emulgovanje nečistoća.
PODJELA POVRŠINSKI AKTIVNIH MATERIJA Prema naelektrisanju hidrofilnog djela molekula, odnosno vrsti jona u vodenim rastvorima, tenzidi se djele na: -anjonski -katjonski -nejonske i -amfoterne. Jonska grupa anjonskih tenzida najčešće se javlja u obliku Na – soli. U vodenim rastvorima disosuju na površinski aktivni anjon i Na – jon. Među najvažnije anjonske tenzide spadaju: 1.Sapuni: soli viših masnih kiselina; 2.sulfonati: -alkil-benzen-sulfonati -α-olefin – sulfonati,
-sekundarni alkan – sulfonati 3.sulfati: -alkil – sulfati -alkil – etar – sulfati. Sapuni mogu da se prikažu sledećom opštom formulom: R
CH2
C
ONa,
O gdje je R – alkil – ostatak sa 10 – 16 C-atoma.
Sulfonati Alkil – benzen – sulfonati Prvi proizvod iz ove grupe tenzida bio je tetraproilen – benzen – sulfonat (TPS).On je dugo korišćen kao osnovna komponenta u formulacijama sredstava za prane i čišćenje. Međutim, njihova primjena je uglavnom napuštena zbog teže biološke razgradivosti koja potiče od razgranate strukture alkil - ostatka u molekulu TPS.Umjesto TPS danas se koristi linearni alkil – benzen – sulfonat (LAS), čija je hemijska struktura prikazana formulom: H CH3
(CH2)n
C
(CH2)m
CH3 ;
n + m = 7 - 10
SO3Na U odnosu na ostale tenzide, LAS se najviše koristi u deterdžentima za pranje i čišćenje. Zbog njegove dobre rastvorljivosti u vodi koriste se i u praškastim i u tečnim formulacijama deterdženata. Međutim, sa porastom tvrdoće vode, opada mu moć pranja. Taj nedostatak se eliminiše u formulacijama deterdženata koje služe za odstranjivanje tvrdoće vode. Alfa-olefin-sulfonati
Naziv su dobili po α- olefinima iz kojih se dobijaju. Predstavljaju mješavinu alkil-sulfonata i hidroksi-alkansulfonata . H3C(CH2)m RCH2
CH = CH CH
(CH2)x
(CH2)n
SO3Na
alken – sulfonati
SO3Na
hidroksi – alkan – sulfonati
OH n + m = 9 – 15 ; x = 1,2,3 ; R – alkil – ostatak sa 7 – 13 C – atoma.
Alfa – olefin – sulfonati nisu osjetljivi na tvrdoću vode, imaju veliku moć kvašenja na nižim temperaturama pranja, ali razvijaju bogatiju pjenu, zbog čega im se dodaju antipjenušavci u formulacijama za deterdžente koji se koriste za pranje u automatima.
Sulfati Alkil – sulfati RCH2
O
SO3Na. R – alkil – ostatak sa 11 – 17 C – atoma.
Alkil – sulfati se nazivaju i sulfati masnih alkohola. Imaju široku primjenu zbog svojih površinski aktivnih osobina. Alkil – etar – sulfati RCH2 CH2 O atoma ; n=1 – 4.
(CH2CH2O)n
SO3Na. R – alkil – ostatak sa 10 – 12 C-
Alkil – etar – sulfati nazivaju se i sulfati etoksilovanih masnih alkohola. Dobijaju se uvođenjem ostataka etoksi – grupe. – CH2 CH2 – O – pomoću etilenoksida: CH2
CH2 O
u molekul masnog alkohola i naknadnom sulfatacijom.U toku pranja obrazuju bogatu pjenu i veoma su pogodni u formulacijama deterdženata za pranje osjetljivih vlakana, vune i dr.Primjenjuje se i kao komponente u šamponima i tečnim sredstvima za kupanje. Optimalni hidrofobni niz je : R – 12-14 C-atoma; n=2
Nejonski tenzidi
Nejonski tenzidi u vodenim rastvorima ne disosuju, tj. ne daju jone.hidrofilnost i rastvorljivost u vodi osim tenzida daju grupe koje sadrže atome kiseonika, kao oksietilenska grupa: - CH 2CH2O - .Više takvih grupa povezanih međusobno u molekulu tenzida sačinjavaju hidrofilni dio molekula. Pored anjonskih tenzida, nejonski tenzidi se mnogo primjenjuju u formulacijama deterdženata. Za njih je karakteristično da su pogodni za niže temperature pranja, koje se zahtjevaju za sintetičke tkanine i tkanine od miješavine sintetičkih i pamučnih vlakana. Među najvažnije nejonske tenzide spadaju sledeći : -etoksilati masnih alkohola ili alkil-poliglikol-etri: RCH2CH2-O-(CH 2CH2O)n – H; R- alkil - ostatak sa 8 – 16 C – atoma; n=3-15. -etoksilati alkil – fenola ili alkil – fenol – poliglikol – etri ; R
O
(CH 2
CH2O)n
H
R – alkil-ostatak sa 8 – 12 C atoma; n = 5 – 15
Katijonski tenzidi
U vodenim rastvorima katijonski tenzidi disosuju na površinski aktivan katjon i na anjon. Oni se ne koriste kao sredstvo za pranje zbog male sposobnosti pranja. Primjenjuju se kao pomoćna sredstva za omekšavanje tekstila i za druge namjene u tekstilnoj industriji. Među najponatije spadaju kvaternerne amoniju-soli koje mogu da se prikažu opštom formulom: R1 R2
N
+
R4
A
-
R1 , R2 , R3 i R4 su alkil-ostatci , a A- anjoni.
R3
Amfoterni tenzidi
Amfoterni tenzidi imaju jednu funkcijonalnu grupu ili više funkcionalnih grupa koje u vodenom rastvoru disosuju, a u zavisnosti od pH ispoljavaju svojstva anjonskih ili katjonskih tenzida. U baznoj sredini, djeluju kao anjonski, a u kiseloj kao katjonski tenzidi. U ovu grupu spadaju aminokarbonske kiseline opšte formule H 3N+- R- COO- i
njihovi alkil-derivati: R(CH 3)2N+-CH2-COO-. Njihova primjena u ukupnoj potrošnji tenzida iznosi za sada svega 1%.
Specijalni tenzidi
U ovu grupu tenzida ubrajaju se jedinjenja koja sama nemaju osobine površinskim aktivnih materija, ali u kombinaciji sa njima pojačavaju im dejstvo, tj. djeluju sinergetski , zbog čega se nazivaju sinergetici. Među njima su poznati alkilpoliglikozidi, koji se dobijaju polazeći od glikoze i masnih alkohola. Oni su biorazgradivi i veoma blago djeluju na kožu. Zbog izraženog sinergizma u površinski aktivnom djelovanju, u formulacijama deterdženata utiču na smanjenje potrošnje uobičajnih tenzida.
MEHANIZAM DEJSTVA TENZIDA Zbog specifične strukture molekula tenzidi se sakupljaju na graničnoj površini voda- vazduh, tako da se hidrofilni dio molekula orijentiše prema vodi, a hidrofobni prema vazduhu. U organskom rastvaraču, npr. n-heksan, čija je hemijska struktura slična hidrofobnom dijelu molekula tenzida, orijentacija je obrnuta. Na graničnoj površini voda-vazduha ili n-heksan-vazduh molekuli tenzida dovode do smanjenja sile međusobnog privlačenja molekula vode,odnosno n-heksana, čime se smanjuje površinski napon ovih tečnosti. Na ovoj pojavi zasnivaju se sve primjene tenzida, ne samo kao aktivnih supstanci u sredstvima za pranje već i za kvašenje, emulgovanje i stvaranje pjene. Nečistoću, predstavljenu razlivenom kapljicom ulja na tekstilnom materijalu, nije moguće ukloniti dejstvom čiste vode, zbog sila kojima nečistoća prijanja niz tekstil. Djelovanjem površinski aktivne materije u vodi njeni molekuli se adsorbuju na površinu tkanine i masnoće, što dovodi do sniženja napona na graničnim površinama voda-masnoća i voda-tkanina. Zbog toga se oblik mrlje (kapljice)mijenja. Ona se sklupčuje u veće ili manje globule, pri čemu se smanjuje površina dodira mrlje i tekstilne podloge, kao i sile njihovog međusobnog privlačenja. Time se olakšava uklanjanje nečistoće mehaničkim putem od podloge i njeno emulgovanje u vodenom rastvoru tenzida. Odvojenu nečistoću odnosi rastvor za pranje. Sposobnost vodenog rastvora tenzida da uklanja masne nečistoće potiče od osobine molekula tenzida da se u vodenom rastvoru, po prekoračenju određene tzv. kritične koncentracije, grupišu u agregate, koji se nazivaju micele. Micele
mogu imati pločast,loptast ili slojevit oblik. Sastoje se od više stotina molekula tenzida, čiji su hidrofobni dijelovi usmjereni jedan ka drugome, dok su hidrofilni dijelovi usmjereni ka vodi. Kapljica uljaste tečnosti dospjeva u unutrašnji dio micele i u njoj se emulguje dok hidrofilni spljašnji dio micele spriječava međusobno spajanje emulgovanih kapljica. Opisana pojava naziva se solubilizacija i koristi se, pored ostalog i u sintezi polimera za tzv. postupak polimerizacije u emulziji u kojoj je uljasta tečnost-monomer.
ZAKLJUČAK Sapuni i tenzidi su hemijske supstance koje su korištene i u davnim vremenima i danas su nezaobilazne životne potrepštine. Svakim danom hemijska industija radi na istraživanjima u pronalaženju novih modernijih supstanci da bi se pronašla što efikasnija supstanca za otklanjanje nečistoća. Možemo reći da su to supstance bez kojih bi normalan život bio nezamisliv.
LITERATURA
•
•
Organska hemijska tehnologija za IV razred hemijske škole, Ljubica P. Vrhovac www.kemija.blogger.hr
