Хімія у побуті

У побуті ми практично щоденно зустрічаємося з продуктами хімічної промисловості та з хімічними процесами. Це прання білизни, миття посуду, доглядання за підлогою та меблями, застосування клею, а також готування їжі, умивання з милом, догляд за шкірою обличчя та інша особиста гігієна тощо.

Нині побутова хімія — це самостійна галузь промисловості. Щороку у світі виробляється майже ЗО млн т товарів побутової хімії. Це мийні, чистячі, дезінфікуючі засоби, засоби догляду за меблями й підлогою, для боротьби з комахами і захисту рослин, засоби для вибілювання, підкрохмалювання, підсинювання, різноманітні фарби, клеї, автокосметика тощо.
У побуті широкого застосування набули мийні засоби. Річ у тім, що чиста вода добре видаляє із забрудненої поверхні лише розчинні в ній речовини. Часточки нерозчинних речовин, але які змочуються водою (гідрофільні), можна видалити за рахунок механічного впливу. Якщо ж речовини не змочуються водою (гідрофобні) і до того ж мають підвищену в'язкість, то практично їх не можна видалити водою. Це стосується жирових забруднень, воску, стеарину, олії, різних органічних речовин тощо. У таких випадках застосовується мило, а ще краще — синтетичні мийні засоби (СМЗ), що належать до групи поверхнево-активних речовин (ПАР).
Мийна дія ПАР пояснюється їхньою здатністю часточки бруду жирового походження з'єднувати з водою.
Залежно від призначення до складу СМЗ входять різні лужні добавки: силікат натрію, сода, фосфати натрію, які полегшують процес прання бавовняних і льняних тканин, капрону. Але ці СМЗ не можна застосовувати для прання виробів із вовни і лавсану, оскільки вони поступово руйнуються під впливом лужного середовища. Для таких виробів застосовують СМЗ, які створюють у воді нейтральну реакцію.
Під час прання виробів, які мають забруднення біологічного походження, наприклад плями крові, використовують СМЗ, що містять ферменти. Але слід пам'ятати, що не можна прати у дуже гарячій воді, оскільки ферменти за температури понад 40 °С руйнуються.
Деякі СМЗ містять відбілювачі, що руйнують стійкі забруднення, через які тканина набуває сірого або жовтого кольору.
Відбілювачем може бути перборат натрію NaBO3 • 4Н2О, як сама пероксидна сіль, так і пероксид гідрогену Н2О2, що утворюється під час гідролізу солі.
Багато які штучні волокна здатні електризуватися, тобто накопичувати електричні заряди. Негативні заряди (електрони) можуть накопичувати нітрон, лавсан, ацетатні волокна. Позитивного заряду (через втрату електронів) набуває поверхня капрону, нейлону і частково вовна та шовк. Льняні та бавовняні тканини поглинають вологу, що сприяє стіканню електричних зарядів, тому вони й не електризуються.
Для запобігання електризації вироби із синтетичних тканин обробляють розчином «Антистатик».
Для чищення посуду, раковин у мийні засоби часто вводять тверді інертні речовини — абразиви, які полегшують механічне руйнування твердих забруднень.
Способи застосування СМЗ та інших препаратів зазначаються на упаковках, їх слід додержуватися, тоді використання товарів побутової хімії буде цілком безпечним.
Хімічна промисловість випускає великий асортимент різних клеїв. Міцність зчеплення клею відносно склеюваних поверхонь визначається силами міжмолекулярної взаємодії (електростатичними силами) або хімічними силами, які ведуть до утворення хімічного зв'язку.
До групи найкращих смол, клеїв і лаків належать епоксидні, їм властива висока липкість до скла, порцеляни, металів, пластмас, дерева та висока межа міцності. У побуті широко використовуються клеї типу БФ, 
БФ-2, БФ-5, виготовлені на основі фенолформальдегідних смол.
Випускається широкий асортимент засобів особистої гігієни і парфумерно-косметичних препаратів, засобів боротьби з комахами та по догляду за автомобілем, плямовивідні засоби і багато іншого. У цій галузі здійснюються науково-дослідні роботи, і асортимент товарів побутової хімії постійно розширюється.

ПОБУТОВІ ХІМІКАТИ, МИЛО, СМЗ, РОЗЧИННИКИ

Косметика, парфуми, розчинники, ліки, харчові добавки, пестициди (препарати для сільського господарства), засоби побутової хімії — це все хімікати. Повний облік та оцінювання якості хімікатів ніколи не проводилися. Щороку до торгівлі надходять одна-дві тисячі нових назв хімікатів, більшість яких не проходять попередньої апробації й не отримують оцінювання к можливого впливу на довкілля. Дані, необхідні для повного оцінювання впливу на довколишнє середовище, здоров'я людей, охоплюють усього 10% пестицидів, 18% ліків, 80% хімічних речовин, що використовуються у торгівлі та технологічних процесах, не перевірено всебічно на токсичність.

Вищі кислоти – це карбонові кислоти, молекули яких містять 10 і більше атомів Карбону. Серед них найважливішими є насичені кислоти – пальмітинова С15Н31СООН і стеаринова С17Н35СООН, а також ненасичена олеїнова С17Н33СООН. Ці кислоти раніше добували тільки з рослинних і тваринних жирів, тому їх ще називають жирними кислотами.

   Пальмітинова і стеаринова кислоти – тверді речовини, а олеїнова – рідина. Сполуки практично не розчиняються у воді.
   Хімічні властивості вищих карбонових кислот, як і нижчих кислот, зумовлені насамперед наявністю 

функціональної групи – СООН. Вищі карбонові кислоти дуже слабкі; вони реагують з лугами й спиртами.

  Олеїнова кислота є ненасиченою сполукою і тому здатна вступати реакції приєднання з галогенами, галогеноводнями тощо. Реагуючи з воднем, вона перетворюється на стеаринову кислоту:

Крім того, олеїнова кислота може окислюватися калій перманганатом та іншими окисниками. Вищі карбонові кислоти добувають гідролізом природних жирів, а також окисненням високомолекулярних вуглеводнів нафти.

Мила.

  Широкого застосування набули солі жирних кислот – мила. Натрієві солі є твердими речовинами, а 

калієві – рідкими. Їхні аніони містять від 10 до 20 атомів Карбону. (Якщо атомів Карбону в аніоні солі менше 10, то сполука не виявляє мийної дії, а якщо більше 20, то сіль практично нерозчинна в воді.)

  Мило виробляли вже із середніх віків. Традиційний процес миловаріння полягає в нагріванні жирів із лугом 

до утворення однорідної тягучої рідини. При добавлянні до неї насиченого розчину кухонної солі розчинність мила зменшується, воно виділяється з розчину і спливає на поверхню. Цей процес називається висолюванням. Мило збирають і заповнюють ним форми, де воно твердне.

  Інший спосіб виготовлення мила полягає в дії лугу або соди на жирні кислоти:

Мийна дія мила полягає у відокремленні частинок бруду, наприклад від поверхні тканини, й утворенні емульсії чи суспензії. Розглянемо, як це відбувається.

  Потрапляючи у воду, мило розчиняється і зазнає неповного гідролізу:

Аніон карбонової кислоти складається із двох частин – полярної (-СООН-) і неполярної (наприклад, С17Н35-).

  Неполярна (гідрофобна) частина аніона контактує із жировою складовою забруднення, а полярна 

(гідрофільна) залишається у воді, сполучаючись з її молекулами водневими зв’язками (як показано на малюнку нижче). Луг сприяє відокремленню частинок жирових забруднень від шкіри або тканини та їх подрібненню, а аніони кислоти – утворенню піни, в якій ці часточки утримуються.

Мила належать до поверхнево-активних речовин(скорочено - ПАР). Це група органічних сполук, які містять полярні(гідрофільні) групи атомів різного складу і неполярні (гідрофобні) вуглеводневі ланцюги з більш ніж десятьма атомами Карбону.

  Усі ПАР сприяють швидкому змочуванню водою забруднених поверхонь, відокремленню від них часточок бруду і переходу їх у розчин.
  Використання мила має певні недоліки. Луг, який утворюється під час гідролізу, роз’їдає тканини, руйнує барвники. Мило втрачає свої властивості у твердій воді, бо йони Кальцію і Магнію, що містяться в ній, утворюють з аніонами жирних кислот малорозчинні солі:

Синтетичні мийні засоби.

  Нині мила все більше витісняються синтетичними мийними засобами (скорочено - СМЗ), або детергентами, які позбавлені вищезгаданих недоліків. Основу СМЗ становлять поверхнево-активні речовини; у них є також різні добавки вибілювачі (хімічні, оптичні), ароматизатори, пом’якшувачі води, антистатики, дезінфікуючі речовини тощо. СМЗ здебільшого містять кілька поверхнево-активних речовин, які за властивостями доповнюють одна одну. Вміст ПАР різних типів у цих засобах сягає в середньому 35% за масою.