Мыла и синтетические моющие средства
🧪 Химия · 10 класс
Соли высших карбоновых кислот и синтетические детергенты: строение, моющее действие, жёсткая вода.
Что такое мыла
Мыла — это соли высших карбоновых кислот, чаще всего натриевые или калиевые соли стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот. Натриевые соли образуют твёрдое мыло, калиевые — жидкое. Получают мыла омылением жиров — гидролизом жиров в присутствии щёлочи.
Получение мыла
При нагревании жира с раствором гидроксида натрия образуются глицерин и соль кислоты — мыло:
(C_17H_35COO)_3C_3H_5 + 3NaOH → 3C_17H_35COONa + C_3H_5(OH)_3
Здесь C_17H_35COONa — стеарат натрия, основной компонент твёрдого мыла, а C_3H_5(OH)_3 — глицерин.
Как работает моющее действие
Молекула мыла состоит из двух частей: длинного углеводородного «хвоста», который не растворяется в воде, но хорошо смачивается жиром, и заряженной «головки», которая хорошо растворяется в воде. Хвост внедряется в каплю жира, а головка удерживает её в воде. Так грязь окружается молекулами мыла и смывается водой.
| Часть молекулы | Свойство | Роль |
|---|---|---|
| Углеводородный хвост | не смачивается водой | связывает жир и грязь |
| Заряженная головка | растворима в воде | удерживает частицу в воде |
Жёсткая вода и недостаток мыла
В жёсткой воде, содержащей ионы кальция и магния, мыло теряет моющую способность: образуются нерастворимые соли, выпадающие в осадок («известковое мыло»):
2C_17H_35COONa + Ca(2+) → (C_17H_35COO)_2Ca↓ + 2Na(+)
Синтетические моющие средства
Чтобы избавиться от недостатка мыла, создали синтетические моющие средства (СМС), или детергенты. Их соли кальция и магния растворимы, поэтому СМС работают и в жёсткой воде. Однако они хуже разлагаются в природе и могут загрязнять водоёмы.
Частая ошибка: считают, что мыло и СМС — одно и то же. Мыло — это природная соль карбоновой кислоты, которая не работает в жёсткой воде. СМС — синтетический продукт, который работает в жёсткой воде, но менее экологичен.
Твёрдое и жидкое мыло
Тип мыла зависит от того, какой щёлочью омыляли жир. Натриевые соли дают твёрдое кусковое мыло, а калиевые — мягкое жидкое мыло. От длины и насыщенности углеводородного остатка зависят твёрдость и пенообразование: соли насыщенных кислот (стеариновой, пальмитиновой) дают более твёрдое мыло, а соли непредельной олеиновой кислоты — более мягкое.
Сравнение мыла и СМС
| Признак | Мыло | СМС |
|---|---|---|
| Происхождение | из жиров | синтетическое |
| Работа в жёсткой воде | плохая | хорошая |
| Разложение в природе | легко | трудно |
Гидролиз мыла и среда раствора
Мыло — это соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому в воде оно подвергается гидролизу, и раствор приобретает щелочную реакцию. Именно поэтому мыльный раствор скользкий на ощупь и может сушить кожу. Знание этого свойства помогает понять, почему для чувствительной кожи выпускают мыло с добавками, смягчающими щелочное действие.
Кратко о главном
- Мыла — натриевые и калиевые соли высших карбоновых кислот.
- Получают омылением жиров щёлочью, побочный продукт — глицерин.
- Молекула мыла имеет водоотталкивающий хвост и растворимую головку.
- В жёсткой воде мыло образует нерастворимый осадок и не моет.
- СМС работают в жёсткой воде, но менее экологичны.