مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
پاک کنندههای غیر صابونی
.
توضیحات درس
بخش اول: چرا به پاککنندههای غیرصابونی نیاز داریم؟
همانطور که در درسنامه قبلی بررسی شد، نقطه ضعف بزرگ صابونها، واکنش سرِ کربوکسیلاتِ آنها با یونهای کلسیم (\(Ca^{2+}\)) و منیزیم (\(Mg^{2+}\)) در آب سخت و تشکیل رسوب نامحلول (سفیدک) بود. برای حل این مشکل، شیمیدانها به جای استفاده از چربیهای طبیعی (حیوانی و گیاهی)، به سراغ مواد اولیه پتروشیمیایی رفتند تا شویندههایی بسازند که در آب سخت نیز قدرت پاککنندگی خود را حفظ کنند. به این شویندهها، پاککنندههای غیرصابونی یا شویندههای سنتزی میگویند.
بخش دوم: بررسی ساختار پاککنندههای غیرصابونی (سولفوناتی)
معروفترین دسته از پاککنندههای غیرصابونی که در کتاب درسی بررسی شده، بر پایه گروه «سولفونات» هستند. ساختار این مولکولها نیز مانند صابون دوگانهدوست است اما تفاوتهای ساختاری مهمی دارد:
بخش غیرقطبی (آبگریز و چربیدوست):
در پاککنندههای غیرصابونی، بخش دُم شامل یک زنجیره بلند هیدروکربنی (آلکیل) به علاوه یک حلقه بنزنی است.
حضور حلقه بنزن به همراه زنجیره آلکیل، یک بخش غیرقطبی بسیار بزرگ و حجیم ایجاد میکند که با قدرت بالایی در لکههای چربی فرو میرود.
بخش قطبی (آبدوست):
در صابونها سر قطبی گروه کربوکسیلات \(-COO^{-}\) بود، اما در پاککنندههای غیرصابونی، سر قطبی گروه سولفونات \(-SO_{3}^{-}\) است که معمولاً با یون سدیم \(Na^{+}\)همراه میشود.
فرمول کلی بخش قطبی: \(-SO^{-}_{3}Na^{+}\)
نمای کلی ساختار یک پاککننده غیرصابونی رایج (مثل سدیم دودسیل بنزن سولفونات):\[R-C_{6}H_{4}-SO_{3}^{-}Na^{+}\]
(که در آن R یک زنجیره هیدروکربنی بلند و \(C_{6}H_{4}\) حلقه بنزن است).
بخش سوم: مکانیسم عملکرد و رفتار در آب سخت (مزیت اصلی)
مکانیسم پاککنندگی شویندههای غیرصابونی دقیقاً مشابه صابون است؛ یعنی بخش غیرقطبی در چربی حل شده(جاذبه واندروالسی) و بخش قطبی با آب پیوند یون-دوقطبی برقرار میکند و در نهایت با تشکیل میسل، چربی را در آب پخش میکنند.
اما تفاوت اصلی در آب سخت نمایان میشود:
هنگامی که یک شوینده سولفوناتی وارد آب سخت میشود، گروه سولفونات \(-SO_{3}^{-}\) نیز با یونهای کلسیم و منیزیم \(Ca^{2+}\) و \(Mg^{2+}\) واکنش میدهد.
نکته طلایی: نمکهای کلسیم و منیزیمِ سولفوناتها، در آب محلول هستند.
نتیجهگیری: چون رسوبی تشکیل نمیشود، مولکولهای پاککننده از محیط عمل خارج نشده و به شکل محلول باقی میمانند. بنابراین پاککنندههای غیرصابونی در آب سخت به خوبیِ آب معمولی کف میکنند، قدرت پاککنندگی خود را از دست نمیدهند و هیچگونه سفیدکی روی پارچه بر جای نمیگذارند.