Ziepes ir nātrija vai kālija taukskābju sāļi, ko ražo no hidrolīze tauku ķīmiskajā reakcijā, ko sauc par pārziepjošana. Katrs ziepju molekula ir gara ogļūdeņražu ķēde, ko dažreiz sauc par tās “asti”, ar karboksilāta “galvu”. Ūdenī nātrija vai kālija joni peld brīvi, atstājot negatīvi lādētu galvu.
Taustiņu izņemšana: ziepes
- Ziepes ir sāls taukskābes.
- Ziepes tiek izmantotas kā tīrīšanas un smērvielas.
- Ziepes attīra, darbojoties kā a virsmaktīvā viela un emulgators. Tas var ieskauj eļļu, padarot to vieglāk noskalot ar ūdeni.
Kā ziepes attīra
Ziepes ir lielisks tīrīšanas līdzeklis, jo tās spēj darboties kā emulģējošas vielas. An emulgators spēj izkliedēt vienu šķidrumu citā nesajaucamā šķidrumā. Tas nozīmē, ka, lai arī eļļa (kas piesaista netīrumus) dabiski nesajaucas ar ūdeni, ziepes var suspendēt eļļu / netīrumus tā, lai to varētu noņemt.
Dabisko ziepju organiskā daļa ir negatīvi lādēta, polāra molekula. Tā hidrofilā (ūdeni mīlošā) karboksilāta grupa (-CO2) mijiedarbojas ar ūdens molekulām, izmantojot jonu-dipolu mijiedarbību un savienojot ūdeņradi. Ziepju molekulas hidrofobā (ūdens atturīgā) daļa, tā garā nepolārā ogļūdeņraža ķēde, nav mijiedarbojas ar ūdens molekulām. Ogļūdeņražu ķēdes tiek pievilktas viena ar otru ar izkliedes spēkiem un sagrupējas kopā, veidojot struktūras, kuras sauc
micellas. Šajās micellās karboksilāta grupas veido negatīvi lādētu sfērisku virsmu, kuras sfērā ir ogļūdeņražu ķēdes. Tā kā ziepes micellas ir negatīvi lādētas, tās atgrūž un paliek izkliedētas ūdenī.Tauki un eļļa ir nepolāri un nešķīst ūdenī. Sajaucot ziepes un netīrās eļļas, micellu nepolārā ogļūdeņraža daļa sadala nepolārās eļļas molekulas. Pēc tam veidojas cita veida micellas, kuras centrā ir nepolāras netīrumu molekulas. Tādējādi tauki un eļļa, kā arī tiem piesaistītie “netīrumi” tiek notverti micelā un tos var izskalot.
Ziepju trūkums
Lai arī ziepes ir lieliski tīrīšanas līdzekļi, tām ir trūkumi. Kā vāju skābju sāļi, minerālskābes tos pārvērš par brīvajām taukskābēm:
CH3(CH2)16CO2-Nē+ + HCl → CH3(CH2)16CO2H + Na+ + Cl-
Šīs taukskābes ir mazāk šķīstošas nekā nātrija vai kālija sāļi un veido nogulsnes vai ziepju putas. Sakarā ar to ziepes ir neefektīvas skābā ūdenī. Arī ziepes veido nešķīstošus sāļus cietā ūdenī, piemēram, ūdenī, kas satur magniju, kalciju vai dzelzi.
2 CH3(CH2)16CO2-Nē+ + Mg2+ → [CH3(CH2)16CO2-]2Mg2+ + 2 Na+
Nešķīstošie sāļi veido vannas gredzenus, pēc atkārtotas mazgāšanas atstāj plēves, kas samazina matu spīdumu, un pelēkus / raupjus tekstilizstrādājumus. Sintētisks mazgāšanas līdzekļitomēr var šķīst gan skābā, gan sārmainā šķīdumā un neveido nešķīstošas nogulsnes cietā ūdenī. Bet tas ir cits stāsts...
Avoti
IUPAC. Ķīmiskās terminoloģijas apkopojums, 2. ed. ("Zelta grāmata"). Sastādījis Ā. D. McNaught un A. Vilkinsons. Blekvela zinātniskās publikācijas, Oksforda (1997). Arhivēts.
Klauss Šūmans, Kurts Siekmans (2005). "Ziepes". Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija. Veinheima: Vilejs-VCH.
Thorsten Bartels et al. (2005). "Smērvielas un eļļošana". Ulmana rūpnieciskās ķīmijas enciklopēdija. Veinheima: Vilejs-VCH.