Презентация на тема - ПАВ - по химия за 7 клас

Изтегляне на презентация (0,63 Mb) 152 изтегляния 2,9 оценка

Анотация към презентацията

Презентацията по химия на тема "Повърхностноактивни вещества" описва основните характеристики на тези вещества, подчертава различните им приложения, обяснява техния механизъм на действие и класифицира повърхностноактивните вещества. Съдържа тематични снимки, формули и диаграми, което помага да се съсредоточите върху важното.

Структура на повърхностно активното вещество
Основните етапи на производството на ПАВ
Механизмът на действие на повърхностноактивните вещества
Класификация на ПАВ

Съдържание

Повърхностно активни вещества (ПАВ)

Синтетични детергенти (SMC)

Повърхностноактивни вещества

Повърхностноактивните вещества (повърхностноактивни вещества) са химични съединения, които, концентрирайки се върху интерфейса, причиняват намаляване на повърхностното напрежение.
Основната количествена характеристика на повърхностноактивните вещества е повърхностната активност - способността на веществото да намалява повърхностното напрежение на фазовата граница - това е производната на повърхностното напрежение по отношение на концентрацията на повърхностноактивното вещество, когато С клони към нула. Повърхностноактивното вещество обаче има граница на разтворимост (така наречената критична мицелна концентрация или CMC), след достигането на която, когато повърхностноактивното вещество се добави към разтвора, концентрацията на фазовата граница остава постоянна, но в същото време молекулите на повърхностноактивното вещество се самоорганизират внасипен разтвор (образуване на мицели или агрегация). В резултат на това агрегиране се образуват така наречените мицели. Отличителна черта на образуването на мицели е мътността на разтвора на повърхностно активното вещество. Водните разтвори на повърхностноактивните вещества по време на образуването на мицели също придобиват синкав оттенък (желатинообразен оттенък) поради пречупването на светлината от мицелите.

Структура на повърхностно активното вещество

По правило повърхностноактивните вещества са органични съединения, които имат амфифилна структура, т.е. техните молекули съдържат полярна част, хидрофилен компонент (функционални групи -OH, -COOH, -O- и др.) И неполярна (въглеводородна) част, хидрофобен компонент. Пример за ПАВ е обикновеният сапун (смес от натриеви соли на мастни карбоксилни киселини - олеат, натриев стеарат и др.) и SMS (синтетични детергенти), както и алкохоли, карбоксилни киселини, амини и др.

Основните етапи на производството на ПАВ

1) получаване на сложен моноестер на сярна киселина и висш алкохол

цетил конц. серен алкохол

2) неутрализация на полученото съединение с алкали

натриева сол на цетил сярна киселина

Като цяло производството на ПАВ се свежда до следните етапи на технологичния процес:

Механизмът на действие на повърхностноактивните вещества

Хидрофобната „опашка" се свързва с частиците мръсотия. Хидрофилната „глава" се придържа към водата, намалявайки нейното повърхностно напрежение, като по този начин помага на водата да намокри по-добре измитата повърхност и да откъсне частиците мръсотия.

Класификация на ПАВ

Йонни повърхностноактивни вещества
Катионни повърхностноактивни вещества
Анионни повърхностноактивни вещества
Амфотерни
Нейонни повърхностноактивни вещества
Алкилови полиглюкозиди

Йонните повърхностно активни вещества се дисоциират в разтвор на йони, някои от които имат адсорбционна активност, други (противойони)- адсорбция неактивна. Ако анионите са адсорбционно активни, се наричат повърхностно активни вещества. анионен или анионен, иначе катионен или катионен. Някои повърхностноактивни вещества съдържат както киселинни, така и основни групи; такива повърхностноактивни вещества имат амфотерни свойства, те се наричат. амфотерни или анфолитични повърхностноактивни вещества.
Нейонните повърхностно активни вещества не се дисоциират на нони при разтваряне; носители на хидрофилност в тях обикновено са хидроксилни групи и полигликолови вериги с различна дължина

Катионни повърхностноактивни вещества

Катионните повърхностноактивни вещества са съединения, които се дисоциират във воден разтвор, за да образуват катиони, които определят повърхностната активност; те имат ценни свойства - бактерицидни свойства.
Катионните повърхностноактивни вещества могат да бъдат разделени на следните основни групи: амини с различна степен на заместване и кватернерни амониеви бази, други азотсъдържащи основи (гуанидин, хидрозини, хетероциклични съединения и др.), кватернерни фосфониеви и третични сулфониеви бази.Суровини за катионни повърхностноактивни вещества с икономическо значение са амини, получени от мастни киселини и алкохоли, алкалиди, както и алкил хеноли. Кватернерните амониеви соли се синтезират от съответните дълговерижни алкилхалогениди чрез реакция с третични амини, от амини чрез хлоралкилиране или по други начини от синтетични алкохоли, феноли и фенолни смеси.По-голямо значение като катионни повърхностноактивни вещества и като изходни продукти в синтеза на нейоногенни повърхностноактивни вещества (виж по-долу) са не само моно-, но също и диамини, полиамини и техните производни s.

Амфолитични повърхностноактивни вещества

Амфолитичните повърхностно активни вещества се използват широко в производството на пенообразуващи перилни препарати и шампоани поради нежното им въздействие върху кожата. В зависимост от стойността на pH, те проявяват St.катионни или анионни повърхностноактивни вещества.
Амфотерните повърхностно активни вещества са едни от най-скъпите съставки на сапунената основа. Те се получават чрез изстискване, екстракция, инфузия, ректификация и окисление на естествени суровини (както растителни, така и животински). Най-известните източници на суровини на амфотерни тензиди, а именно кокоамфоацетат, лактат, алфа-аминокиселини, пектини, восъци, са сапун, водорасли, плодова каша от ябълки, кореноплодни растения (цвекло, моркови, йерусалимски артишок), палмово масло, млечни продукти, ланолин.
Амфотерните тензиди предпазват кожата и косата от изсушаване и раздразнение, възстановяват роговия слой на епидермиса и кератина на косъма, омекотяват и повишават еластичността на съединителната тъкан, придават на косата мекота, а на пяната на пенливото вещество - кремообразна текстура.

Нейонни повърхностно активни вещества

Нейонните повърхностноактивни вещества са съединения, които се разтварят във вода, без да се йонизират. Нейонните повърхностноактивни вещества са по-малко чувствителни към соли, които причиняват твърдостта на водата, отколкото анионните и катионните повърхностноактивни вещества.
Тяхната група е представена от полигликол и полигликолови естери на мастни алкохоли (например facestenside - динатриев лауретсулфосукцинат - течна течност, състояща се от лимонена киселина и мастни алкохоли). Нейонните ПАВ се получават чрез оксиетилиране на растителни масла (рициново, пшеничен зародиш, ленено, сусамово, какаово, невен, магданоз, ориз, жълт кантарион). Нейонните повърхностноактивни вещества съществуват само в течна или пастообразна форма, поради което не могат да се съдържат в твърди детергенти (сапун, прахове).

Свойства на нейоногенни ПАВ

Този тип повърхностно активно вещество прави препарата мек, безопасен, екологичен (биоразградимостта на нейонните тензиди е 100%). Те стабилизират сапунената пяна, имат леки сгъстяващи свойства,брадикиназа и полиращо действие, възстановяване на външните слоеве на епидермиса и косата, допринасят за активирането на действието на терапевтичните добавки на почистващия препарат.

Сапун, т.е. натриев стеарат (I), подобни на него вещества, както и натриев алкилбензенсулфонат (II) се държат по подобен начин: те образуват положително заредени натриеви йони, но техните отрицателни йони, за разлика от хлоридния йон, се състоят от около петдесет атома.

Характеристики на повърхностноактивните вещества, използвани в SMS:

1) имат 10 пъти по-голяма почистваща сила от сапуните, т.к киселинният остатък от сярна киселина се сорбира по-добре от замърсяващи частици,

2) не се страхуват от твърда и дори морска вода, т.к калциевите соли на алкилсярната киселина са разтворими във вода.

Синтетични детергенти (SMC)

Синтетичните детергенти са натриеви соли на киселинни естери на висши алкохоли и сярна киселина:

R-CH2-OH + H-O-SO2-OH => R-CH2-O-SO2-OH + H2O

R-CH2-O-SO2-OH + NaOH => R-CH2-O-SO2-ONa + H2O

Примери за SMS: сапун, препарат за съдове, шампоан и др.

Като детергенти се използват анионни, катионни, амфотерни (амфолитични) и нейонни повърхностно активни вещества, които имат афинитет към мазни повърхности и вода. Специални вещества в състава на синтетичните перилни препарати предпазват тъканите от повторно отлагане на мръсотия - резорбция. В съвременните SMS се използват повърхностноактивни вещества, които имат степен на биоразграждане най-малко 90%, след което не замърсяват околната среда.

Основата на много синтетични детергенти са например анионните повърхностно активни вещества. алкилбензен сулфонати (предимно линейни, с добра биоразградимост), алкил сулфати, алкил етокси сулфати,сапуни, алкансулфонати, натриеви а-олефинсулфонати.
Във връзка с глобалната тенденция към намаляване на температурата на пране и използването на синтетични детергенти с ензими и катионни омекотители-антистатици, ролята на нейонните повърхностно активни вещества - етоксилирани алкохоли, етоксилирани алкилфеноли, етоксилирани алкиламини се увеличи. Като помощно средство. Повърхностноактивни вещества, които подобряват този или онзи ефект и омекотяват нежеланото дерматологично. действие, малки количества алкил- и алкилетоксифосфати, таурати, сулфосукцинати, соли на а-сулфокарбоксилни киселини, етерокарбоксилати, оксиалкиламиди на мастни киселини и техните етоксилати, N-оксиди на третични амини, блок съполимери на алкилен оксиди, амфогерни производни на аминокиселини, имидазолин и бетаин може да се въведе в синтетични детергенти в малки количества. Известно разпространение (особено в САЩ) получиха синтетични детергенти на базата на анионни и (или) нейонни повърхностноактивни вещества с добавяне на катионни повърхностноактивни вещества или полимери, способни да намалят електростатичното електричество по време на процеса на изплакване поради адсорбция върху влакната. заряд и свиване на тъканта, както и подобряване на нейната шия. Примери за такива катионни повърхностноактивни вещества са диалкилдиметиламониев хлорид, 1-(2-ал-киламидоетил)-2-алкил-3-метилимидазолиниев метил сулфат, катионно производно на хидроксиетилцелулоза. Оп-тим. детергентно действие при 25-35 ° C обикновено се притежава от повърхностноактивни вещества с алкилна верига от C12-C14, с повишаване на температурата на измиване, оптималното се наблюдава при хомолози на C14-C16.

Добър ефект на измиване на анионни и нейонни повърхностно активни вещества обикновено се постига в алкална област на рН и в предварителния ден. дек. електролити. Почти всички прахообразни синтетични перилни препарати съдържат минерал. сол, от които най. използват се фосфати: натриев триполифосфат, тринатриев фосфат, тетракалиев пирофосфат и др., способни да образуват комплекси с поливалентни катиони. в течнострецепти преим. използвайте тринатриев фосфат, триполифосфат К и хлориран тринатриев фосфат (в дезинфектанти за съдове), в съдържащи ензими - малко количество Ca или Mg соли. Напълно или частично функцията на фосфатите в синтетичните детергенти може да се изпълнява от хелатори - Na-соли на нитрилотриоцетна киселина (трилон А) и етилендиаминтетраоцетна киселина (трилон Б), соли на етилендифосфонова и лимонена киселина (виж Комплексони), както и зеолити. Използването на ефективни заместители на фосфатите в синтетичните детергенти е много важно във връзка със замърсяването на водните тела с биогенни елементи. Броят на комплексообразователите в синтетичните детергенти е до 40% от теглото.
Na2SO4, Na2CO3 и Na2SiO3 (или течно стъкло) се въвеждат в праховете за пране като електролити-активатори на детергенти. Последните две (до 10% тегловни) осигуряват алкална среда; Освен това Na2SiO3 инхибира корозивното действие на почистващия състав.