Sapuni i deterdženti

U sadržaju ove nastavne teme upoznat ćemo se sa skupinom organskih spojeva nužnih za našu higijenu. Kako se dobivaju, kakva su njihova svojstva, kako se ponašaju u prisutnosti drugih tvari, kakav je njihov utjecaj na okolinu, doznaj u nastavku.

ISHODI UČENJA

Usvajanjem sadržaja ove nastavne teme moći ćete odgovoriti na sljedeća pitanja:

1. Što su sapuni i deterdženti prema svom kemijskom sastavu?
2. Kako nazivamo proces dobivanja sapuna? Napiši opću kemijsku reakciju!
3. Što su tvrdi, a što meki sapuni?
4. Usporedi svojstva sapuna i deterdženata?
5. Kako sapuni i deterdženti djeluju na našu kožu?
6. Objasni kako sapuni i deterdženti uklanjaju nečistoće sa različitih površina?
7. Koja voda je pogodna za djelovanje sapuna?
8. Usporedi sapune i deterdžente s obzirom na način njihovog djelovanja na okoliš?

UVOD

Održavanje higijene našeg tijela neizostavan je dio naše svakodnevnice. U tome nam pomaže dostupnost širokog raspona proizvoda sintetičke organske kemije. Spoznaja da pravilna i redovita higijena sprječava razvoj i širenje bolesti još više daje na značaju ovih spojeva. Naše bake, iako nisu imale znanje kemije, proizvodile su sapun od svinjske masti i žive sode. Danas dostupni sapuni, naravno proizvedeni industrijski, smjese su različitih tvari koje im daju miris i boju, ali osnova je ostala, mast i soda.

DOBIVANJE SAPUNA I DETERDŽENATA

Sapuni nastaju hidrolizom masti u prisutnosti natrijeve ili kalijeve lužine. Proces se zove saponifikacija.

Natrijevi sapuni su tvrdi sapuni dok su kalijevi sapuni meki (tekući) sapuni.

Za razliku od sapuna, deterdženti se proizvode iz derivata nafte djelovanjem sumporne kiseline na ugljikovodike. Natrijeve soli koje možemo dobiti u ovim reakcijama su sulfonati (SO₃^– skupina) ili sulfati (O-SO₃^— skupina).

SVOJSTVA SAPUNA I DETERDŽENATA

ZADATAK:

Ispitaj kiselost/lužnatost sapuna i deterdženata koristeći plavi i crveni lakmus papir. Uoči promjene i zabilježi opažanja!

Kako djeluje vodena otopina sapuna, odnosno deterdženta?

Kako djeluje sapun/deterdžent na našu kožu?

Sapuni teško peru u tvrdoj vodi kakva je vodovodna voda što znači da su u takvoj vodi slabo topljivi jer vodovodna voda sadrži otopljene soli kalcija i magnezija koji izazivaju taloženje sapuna. U mekoj vodi kao što je kišnica ne dolazi do ove pojave stoga sapuni dobro u njoj peru.

Sapuni djeluju lužnato i nadražujuće što smo mogli provjeriti izvodeći prethodni zadatak. Naša koža nakon njihove upotrebe postaje suha. Nasuprot njima deterdženti većinom djeluju neutralno izuzev ako sadrže dodatke koji daju lužnatu reakciju. Također, deterdženti dobro peru i u tvrdoj i u mekoj vodi jer sa kalcijem i magnezijem daju topljive soli.

DJELOVANJE SAPUNA I DETERDŽENATA

Kako sapuni i deterdženti uklanjaju nečistoće?

Djelovanje sapuna i deterdženata zasniva se na smanjivanju površinske napetosti vode. Prisjeti se teme NAPETOST POVRŠINE !

U građi sapuna možemo razlikovati dva dijela: jedan dio čini nepolarni ugljikovodični lanac koji predstavlja hidrofobni dio molekule (grč: hydro= voda + fobeo= bojim se), u prijevodu onaj koji ima strah od vode dok drugi dio molekule čini tzv. karboksilatni anion (COO^– ) uz ion Na⁺ ili K⁺ koji predstavljaju hidrofilni dio molekule (grč: filius = prijatelj), u prijevodu onaj koji “voli” vodu.

Isto vrijedi i za molekulu deterdženta, gdje umjesto karboksilatnog aniona imamo SO₃^– ion ili OSO₃^– ion.

Zbog ovakve građe molekule sapuna i deterdženta se u vodi orijentiraju tako da se hidrofobni dijelovi molekule, tzv. repovi okreću jedni prema drugima, a hidrofilni dijelovi, tzv. glave se okreću prema molekulama vode formirajući kuglaste nakupine koje nazivamo MICELAMA.

Molekule nečistoće su hidrofobne te se privlače sa hidrofobnim dijelovima sapuna ili deterdženta koji se za njih priljube. Ispiranjem s vodom nečistoće se zajedno sa micelama uklanjaju sa površine.

UTJECAJ SAPUNA I DETERDŽENATA NA OKOLIŠ

Upotreba sapuna i deterdženata predstavlja neizostavan dio naše svakodnevnice jer su nužni za čovjekovu higijenu. Budući da se broj ljudi na našoj Planeti neprestano povećava, a samim time i potražnja za ovim proizvodima, postavlja se pitanje utjecaja ovih proizvoda na prirodu, odnosno na okoliš.

Znamo da zdrav okoliš znači i naše zdravlje te da bismo naš okoliš održali zdravim moramo voditi računa o onome što ispuštamo u njega. Pa da vidimo. Govoreći o građi sapuna i deterdženata i načinu njihovog dobivanja možemo vidjeti da postoje brojne razlike koje uvjetuju i njihovo različito djelovanje na živu i neživu prirodu. Sapuni su proizvodi koji su biorazgradivi što znači da ne djeluju štetno na naš okoliš. Suprotno njima, deterdženti su bionerazgradivi te su veliki onečišćivaći naših voda i tala. Zašto?

Deterdženti se dobivaju iz derivata nafte i sadrže dugačke ugljikovodične lance koje mikroorganizmi teško mogu razgraditi te se oni nakupljaju i uzrokuju pojavu pjenjenja voda. Osim toga, deterdženti u svom sastavu sadrže fosfate, spojeve koji im se dodaju zbog omekšavanja vode i uklanjanja mineralnih tvari iz nečistoća. Fosfati sa ionima metala daju daju topljive soli i sprječavaju taloženje kamenca. Velika količina fosfata u vodama uzrokuje bujanje biljnog svijeta na površini vode, tzv. cvjetanje vode, što za posljedicu ima gubitak prozirnosti zbog koje sunčeve zrake ne mogu prodirati dovoljno duboko te dolazi do ugibanja živog svijeta ispod površine voda.

Ovi navedeni nedostaci deterdženata uvelike se rješavaju zbog stalnog napretka znanosti i razvoja organske sinteze. Povećana je njihova biorazgradivost, a umjesto fosfata se koriste natrijevi alumosilikati ili zeoliti. Uloga zeolita je proces demineralizacije vode procesom ionske izmjene gdje vežu kalcijeve i magnezijeve ione, a u otopinu oslobađaju natrijeve ione. Zeoliti su samo jedan od primjera brojnih vrsta ionskih izmjenjivača koji mogu nadomjestiti ulogu fosfata. Ipak i dalje trebamo biti oprezni sa količinom deterdženata koju upotrebljavamo kako bismo očuvali okoliš u kojem živimo.

Što čujem zaboravim, što vidim pamtim, što uradim znam!

Sapuni i deterdženti

e-učenje kemije