1. Khái niệm chất giặt rửa
Chất giặt rửa là những chất khi dùng cùng với nước thì cĩ tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên các vật rắn mà khơng gây ra phản ứng hĩa học với các chất đĩ.
Từ cổ xưa, con người đã biết dùng các chất giặt rửa lấy trực tiếp từ thiên nhiên như: bồ kết, bồ
hịn,...Trước khi hĩa hữu cơ ra đời, người ta cũng đã biết nấu xà phịng từ dầu mỡ với các chất kiềm. Xà phịng chính là hỗn hợp các muối natri (hoặc kali) của các axit béo. Ngày nay người ta cịn tổng hợp ra nhiều chất khơng phải là muối natri (hoặc kali) của các axit béo, nhưng cĩ tác dụng giặt rửa tương tự xà phịng. Chúng được gọi là các chất giặt rửa tổng hợp và được chế thành các loại bột giặt, kem giặt,...
2. Tính chất giặt rửa
a) Một số khái niệm liên quan
Chất tẩy màu làm sạch các vết màu bẩn nhờ những phản ứng hĩa học. Thí dụ: nước Gia-ven, nước clo oxi
hĩa chất màu thành chất khơng màu; SO2 khử chất màu thành chất khơng màu. Chất giặt rửa, như xà phịng làm sạch các vết bẩn khơng phải nhờ những phản ứng hĩa học
Chất ưa nước là những chất tan tốt trong nước như: metanol, etanol, axit axetic, muối axetat kim loại
kiềm,...
Chất kị nước là chất hầu như khơng tan trong nước như: hiđrocacbon, dẫn xuất halogen,...Chất kị nước lại
ưa dầu mỡ, tức là tan tốt trong dầu mỡ. Chất ưa nước thì thường kị dầu mỡ, tức là khơng tan trong dầu mỡ.
Hình: Cấu trúc phân tử muối natri stearat a) Cơng thức cấu tạo thu gọn nhất; b) Mơ hình đặc
Phân tử muối natri của các axit béo gồm một "đầu" ưa nước là nhĩm COO−Na+ nối với một "đuơi" kị nước, ưa dầu mỡ là nhĩm −CxHy (thường x≥15). Cấu trúc hĩa học gồm một đầu ưa nước gắn với một đuơi dài ưa dầu mỡ là hình mẫu chung cho "phân tử chất giặt rửa".
c) Cơ chế hoạt động của chất giặt rửa
Lấy trường hợp natri stearat làm thí dụ, nhĩm CH3[CH2]16−, "đuơi" ưa dầu mỡ của phân tử natri stearat thâm nhập vào vết dầu bẩn, cịn nhĩm COO−Na+ ưa nước lại cĩ xu hướng kéo ra phía các phân tử nước. Kết quả là là vết dầu bẩn bị phân hủy thành những hạt rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử natri stearat, khơng bám vào vặt rắn nữa mà phân tán vào nước rồi bị rửa trơi đi.
a) Sự định hướng các phân tử natri stearat khi tiếp xúc với nước và chất bẩnb) Các hạt dầu rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử natri stearat phân tán vào nước b) Các hạt dầu rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử natri stearat phân tán vào nước
II- XÀ PHỊNG
1. Sản xuất xà phịng
Phương pháp thơng thường sản xuất xà phịng là đun dầu thực vật hoặc mỡ động vật (thường là loại khơng dùng để ăn) với dung dịch NaOH hoặc KOH ở nhiệt độ và áp suất cao. Sau khi phản ứng xà phịng hĩa kết thúc, người ta cho thêm natri clorua vào và làm lạnh. Xà phịng tách ra khỏi dung dịch được
cho thêm phụ gia và ép thành bánh. Dung dịch cịn lại được loại tạp chất, cơ đặc rồi li tâm tách muối natri clorua để lấy glixerol. Nhà máy Xà phịng Hà Nội sản xuất theo quy trình này.
Người ta cịn sản xuất xà phịng bằng cách oxi hĩa parafin của dầu mỏ nhờ oxi khơng khí, ở nhiệt độ cao, cĩ muối mangan xúc tác, rồi trung hịa axit sinh ra bằng NaOH:
R−CH2−CH2−R′→R−COOH+R′−COOH→R−COONa+R′−COONa
Muối natri của các axit cĩ phân tử khối nhỏ tan nhiều cịn muối natri của các axit phân tử khối lớn khơng tan trong dung dịch natri clorua. Chúng được tách ra gọi là xà phịng tổng hợp. Xà phịng tổng hợp cĩ tính
2. Thành phần của xà phịng và sử dụng xà phịng
Thành phần chính của xà phịng là các muối natri (hoặc kali) của axit béo, thường là natri
stearat (C17H35COONa), natri panmitat (C15H31COONa), natri oleat (C17H33COONa),...Các chất phụ gia thường gặp là chất màu, chất thơm.
Xà phịng dùng trong tắm gội, giặt giũ,...cĩ ưu điểm là khơng gây hại cho da, cho mơi trường (vì dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật cĩ trong thiên nhiên). Xà phịng cĩ nhược điểm là khi dùng với nước cứng (nước cĩ chưa nhiều ion Ca2+ và Mg2+) thì các muối canxi stearat, canxi panmiat,...sẽ kết tủa làm giảm tác dụng
giặt rửa và ảnh hưởng tới chất lượng vải sợi III- CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP
1. Sản xuất chất giặt rửa tổng hợp
Để đáp ứng nhu cầu to lớn và đa dạng về chất giặt rửa, người ta đã tổng hợp ra nhiều chất dựa theo hình mẫu "phân tử xà phịng" (tức là gồm đầu phân cực gắn với đuơi dài khơng phân cực), chúng đều cĩ tính
chất giặt rửa tương tự xà phịng và được gọi là chất giặt rửa tổng hợp. Thí dụ:
CH3[CH2]10−CH2−O−SO−3Na+ CH3[CH2]10−CH2−C6H4−SO−3Na+
natri laury sunfat natri đođecylbenzensunfonat
Chất giặt rửa tổng hợp được điều chế từ các sản phẩm dầu mỏ. Chẳng hạn oxi hĩa parafin được axit cacboxylic, hiđro hĩa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H2SO4 rồi trung hịa thì được chất giặt
rửa loại ankyl sunfat:
R−COOH−→−khửR−CH2OH−→−−−H2SO4R−CH2OSO3H−→−−−NaOHR−CH2OSO−3Na+
2. Thành phần và sử dụng các chế phẩm từ chất giặt rửa tổng hợp
Các chế phẩm như bột giặt, kem giặt, ngồi chất giặt rửa tổng hợp, chất thơm, chất màu ra, cịn cĩ thể cĩ chất tẩy trắng như natri hipoclorit,...Natri hipoclorit cĩ hại cho da khi giặt bằng tay.
Ưu điểm của chất giặt rửa tổng hợp là dùng được với nước cứng, vì chúng ít bị kết tủa bởi ion canxi. Những chất giặt rửa tổng hợp cĩ chứa gốc hiđrocacbon phân nhánh gây ơ nhiễm cho mơi trường, vì chúng
rất khĩ bị các sinh vật phân hủy.
Bài 58 : Anđehit-xeton