отношение мыла к жесткой воде
Почему мыло теряет свою моющую способность в жесткой воде?
Это происходит в результате того, что кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы в воде. Запишем уравнение реакции:
Почему после мытья волос твердым мылом в жесткой воде нужно прополоскать их раствором уксуса?
Чтобы удалить нерастворимые соли кальция и жирных кислот.
Как используя мыльный раствор отличить родниковую воду от снеговой? (В родниковой выпадет осадок).
Вопросы для самоконтроля
¾ Как называется взаимодействие кислот со спиртами? Напишите уравнение реакции изоамилового спирта с уксусной кислотой.
¾ Для чего в реакционную смесь, содержащую спирт и карбоновую кислоту, добавляют концентрированную серную кислоту?
¾ Как вы думаете, где находят применение сложные эфиры?
¾ Как могут быть получены сложные эфиры?
¾ Тестирование
1) твердые жиры и глицерин; 3) глицерин и непредельные кислоты;
2) глицерин и предельные кислоты; 4) твердые жиры и смесь кислот.
В каком веществе жиры не растворяются?
1) в бензоле; 3) в воде;
2) в бензине; 4) в хлороформе.
1) дегидрогенизации; 3) гидрогенизации;
2) гидратации; 4) дегидроциклизации.
1) твердые жиры и непредельные кислоты; 3) твердые жиры и глицерин;
2) твердые жиры и предельные кислоты; 4) твердые жиры.
¾ Задания повышенного уровня сложности
Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения. Укажите условия протекания реакций. Дайте названия всем соединениям.
Этилен ® этанол ® ацетальдегид ®
уксусная кислота ® этилацетат ® этанол ® углекислый газ
Как из углеводорода (предельного, непредельного) перейти к сложному эфиру? Приведите примеры реакций, составьте свои «цепочки» превращений.
ПЛАН ЗАНЯТИЯ № 16
Дисциплина:Химия.
Тема:Углеводы.
Цель занятия: Ознакомить обучающихся с классом кислородсодержащих органических соединений: углеводы, их классификация: моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал и целлюлоза). Глюкоза – вещество с двойственной функцией – альдегидоспирт. Химические свойства глюкозы: окисление в глюконовую кислоту, восстановление в сорбит, спиртовое брожение. Применение глюкозы на основе свойств.
Предметные: понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; сформированность собственной позиции по отношению к химической информации, получаемой из разных источников; владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой;
Метапредметные: применение основных методов познания (наблюдения, научного эксперимента) для изучения различных сторон химических объектов и процессов, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;
Личностные: готовность к продолжению образования и повышения квалификации в избранной профессиональной деятельности и объективное осознание роли химических компетенций в этом;
Норма времени:2 часа
Вид занятия:Лекция.
План занятия:
1. Углеводы, их классификация: моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал и целлюлоза).
2. Глюкоза – вещество с двойственной функцией – альдегидоспирт.
3. Химические свойства глюкозы: окисление в глюконовую кислоту, восстановление в сорбит, спиртовое брожение.
4. Применение глюкозы на основе свойств.
Оснащение:Учебник.
Литература:
Преподаватель:Тубальцева Ю.Н.
Тема 16. Углеводы.
1. Углеводы, их классификация: моносахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (сахароза) и полисахариды (крахмал и целлюлоза).
2. Глюкоза – вещество с двойственной функцией – альдегидоспирт.
3. Химические свойства глюкозы: окисление в глюконовую кислоту, восстановление в сорбит, спиртовое брожение.
Химическая правда о мыле
Все мы пользуемся мылом. А знаете ли что это такое, и как оно работает. Вот мы и решили «пролить» немного химии на ваши головы. Не пугайтесь, ничего сложного. Зато много полезного и познавательного.
Что такое «вымыть руки»? Если бы всё, что нас окружает, растворялось в воде (как, например, поваренная соль), то вымыть руки было бы очень легко – опустить их в воду и подождать чуть-чуть. К сожалению, большая часть веществ, к которым мы прикасаемся, нерастворимы в воде, и поэтому, если они прилипают к рукам или одежде, то одна вода не позволяет нам избавиться от этой грязи и пятен. Однако можно заставить любое вещество хотя бы через короткое время (несколько секунд) раствориться в воде, образовав эмульсию или суспензию – взвесь мельчайших частичек жидкого (или твёрдого) вещества в воде. Этого времени часто бывает достаточно для того, чтобы поток чистой воды смыл эмульгированную грязь, сделав руки чистыми. Мыло и служит прекрасным эмульгатором – химическим соединением, облегчающим получение водных эмульсий частичек самых различных веществ.
Как родилось мыло и как его делают сейчас? При раскопках Древнего Вавилона были найдены глиняные ёмкости, наполненные веществом, похожим на мыло. Надписи на этих сосудах гласили, что содержимое сделано при кипячении жира с пеплом. Поэтому считают, что варить мыло умели ещё в 2800-х гг. до н.э. Записи на папирусах, оставленные древними египтянами за 1500 лет до н.э., тоже сохранили рецепты мыловарения из смеси животных и растительных масел и пепла. Древние греки не знали мыла, а когда мылись, то сначала тёрли себя глиной, песком, пемзой и пеплом, потом наносили на тело растительное масло и соскребали его вместе с грязью. Одежду свою они мыли безо всякого мыла в проточной воде.
Английское слово soap (мыло) произошло от названия горы Sapo в Италии, на вершине которой, согласно легенде, приносили животных в жертву, убивая и сжигая их. Дождь смывал вниз в реку Тибр, протекающую неподалёку, смесь расплавленного жира и древесного пепла. Поэтому глина вдоль Тибра хорошо мылилась, что быстро оценили женщины, стиравшие бельё на его берегах.
До Второй мировой войны мыло варили кипячением в воде жирных масел со щелочами. Жиры – это соединения глицерина и органических кислот, известных как жирные кислоты. Во время кипячения жиров со щелочами образуются глицерин и соли жирных кислот, т.е. мыл. Использование мыла после Второй мировой войны пошло на убыль, его постепенно вытесняли синтетические моющие средства. Главная причина спада потребления мыла состояла в том, что в жёсткой воде образовывались нерастворимые соли жирных кислот, выпадающие в осадок и отвечающие за появление кольцевого пятна в ванне и серый оттенок белья. Синтетические моющие средства (детергенты) имеют такой состав, что этой реакции не происходит.
Что такое мыло? Мыло – это натриевая или калиевая соль одной из жирных кислот. Натриевые мыл более густые и, как правило, твёрдые; калиевые мыл более мягкие или жидкие. Молекула мыла представляет собой длинную цепочку (хвост), состоящую из десятка и более звеньев –CH2–, соединённых друг с другом, к одному концу которой (голове) прикреплена карбоксильная группа (–CO2). Простейшим мылом, например, является стеарат натрия, который можно представить формулой NaC17H35COO (жуть, правда?), где 17 атомов углерода с присоединёнными к ним атомами водорода вытянуты в извилистую цепочку. Асимметрия молекулы мыла – её важнейшее свойство. Голова молекулы в растворе заряжена отрицательно и поэтому притягивается к положительным полюсам диполей молекул воды или, как говорят, испытывает сродство к воде. Другой конец молекулы мыла электрически нейтрален и поэтому инертен по отношению к воде.
Вот так выглядит мыльная молекула стеарата натрия (а) и положение ионов этих молекул на поверхности плёнки воды (б):
Как мыло понижает поверхностное натяжение? Когда мыльная молекула стеарата натрия попадает в воду, то она диссоциирует на положительно заряженный ион Na+ и отрицательное основание жирной кислоты. Отрицательные ионы мыльных молекул выстраиваются так, чтобы с водой соприкасались лишь их головы, которые испытывают к ней сродство. Таким образом, на поверхности воды образуется двумерный «частокол» мыльных молекул, головы которых погружены в воду, а хвосты торчат наружу. Измерения показывают, что молекулы мыла на поверхности воды понижают её поверхностное натяжение почти в 2,5 раза. Происходит это из-за того, что, находясь на поверхности воды «головой вниз», они, во-первых, не стремятся внутрь и, во-вторых, отталкиваются друг от друга, а не притягиваются, как молекулы воды. Таким образом, увеличивать поверхность воды, если в ней растворено мыло, легче. А это значит, что жидкость может проникать в щели между нитями ткани. Другими словами, мыло делает воду «более мокрой», и «намыленные» капли воды легче пролезают в промежутки между нитями ткани.
Как работает мыло? Мыльный раствор обволакивает частицы грязи, приводя к образованию эмульсий различных загрязняющих веществ, и удерживает нерастворимые частицы в состоянии суспензии в мыльной пене и воде, которые могут быть потом удалены c очищаемой поверхности проточной водой. Для моющего действия важно то, что углеводородная часть (хвост) отрицательного иона мыльной молекулы нерастворима в воде, но растворима в жирах и маслах. Поэтому водорастворимая отрицательно заряженная голова остаётся в воде, тогда как хвост погружается в жир. Анионы молекул со всех сторон окружают капельки жира и вытаскивают их в воду, в результате чего образуется взвесь капелек жира в воде. Так как каждая из мельчайших капелек несёт на себе отрицательный заряд, то они отталкиваются друг от друга, а не сливаются в более крупные капли. Этим объясняется диспергирующий и эмульгирующий эффект мыльных растворов.
Почему горячая вода моет лучше? При нагревании средняя кинетическая энергия молекул воды растёт, а это значит, что каждой из них требуется меньше дополнительной энергии, чтобы выйти на поверхность. Поэтому коэффициент поверхностного натяжения воды уменьшается при нагревании, и она может проникать в самые мелкие поры и дырочки. Вот почему надо мыть руки горячей водой. Мыло и детергенты ещё больше понижают поверхностное натяжение горячей воды.
Почему мыло плохо стирает в морской воде? Морская вода характеризуется высоким содержанием двухвалентных катионов – Ca2+ и Mg2+. Эти катионы связываются с отрицательно заряженными головками мыльных молекул, мешая им образовать мицеллы вокруг частичек грязи и жира. Поэтому поверхностное натяжение мыльного раствора в морской воде увеличивается, что снижает качество стирки. То же происходит, когда в водопроводной воде высока концентрация двухвалентных ионов, например, железа. Такую воду называют «жёсткой», и мыло в ней стирает плохо.
Почему полоскать надо в холодной воде? Цель полоскания – убрать остатки мыла из выстиранной ткани. При стирке мы нагреваем воду, чтобы понизить поверхностное натяжение воды, поэтому мыльный раствор залезает в самые тонкие промежутки между волокнами ткани. Чтобы он вылез оттуда, необходимо повысить поверхностное натяжение, и тогда каждой из сплющенных капелек опять станет выгодно стать шарообразной, и они выскочат из тонких промежутков между нитями. Поэтому полоскать ткань после стирки следует в холодной воде, когда её поверхностное натяжение велико.
Что такое отбеливатель? В моющих средствах для стирки белья, помимо собственно детергента (мыла), используют ещё и отбеливатель. Отбеливатели не удаляют грязь, а лишь обесцвечивают её. Одни из них окисляют и тем самым разрушают некоторые виды загрязнителей и красящих веществ. Классическим окислителем для этих целей служит хлор. В современных стиральных порошках используют более избирательные отбеливатели на основе брома. Другие отбеливатели, называемые усилителями белизны, делают выстиранное белье буквально «белее белого». Для этого в стиральные порошки добавляют флюоресцирующий «бесцветный краситель», который обеспечивает не только полное отражение видимого света, но и частичное превращение ультрафиолетового света в белый или голубоватый. В результате ткань становится «ослепительно белой».
Почему в жёсткой воде мыло не мылится?
Случается, что в воде на вид совершенно прозрачной и чистой мыло не образует пену, а вещи не отстирываются. Можно подумать, что куплены некачественные моющие средства, но скорее всего проблема в жёсткой воде.
Что заставляет мыло пениться?
В основе мыла содержатся натриевые и калиевые соли высших жирных кислот. В результате взаимодействия с водой они распадаются на ионы натрия, как все соли, и на анионы жирных кислот, что обеспечивает мылкость продукта. В процессе трения происходит захват загрязнений с поверхности (например, кожи) и в результате образуется мыльная пена.
Как жёсткая вода влияет на мыло?
Жёсткой называют воду, в которой содержится избыточное количество солей кальция и магния. Соприкасаясь с различными поверхностями, они оставляют белый осадок, который при нагревании превращается в прочные известковые наросты – накипь. В результате трубопровод быстро засоряется отложениями, а бытовые водогрейные и приборы выходят из строя.
При попытке растворить мыло в жёсткой воде, анионы жирных кислот образуют связи с катионами кальция и магния. Эти связи настолько прочные и крупные, что их легко заметить по образованию хлопьев на поверхности воды. Из-за таких нерастворимых новообразований выводятся из раствора ионы жирных кислот, в результате чего мыло и перестаёт давать пену.
Чем выше уровень жёсткости в воде, тем хуже будут справляться со своими задачами моющие средства.
Жёсткая вода. Что делать?
Проблема жёсткой воды чаще всего затрагивает владельцев природных источников – скважин и колодцев. Однако в ряде регионов возникновение накипи встречается и при использовании водопроводной воды. Дело в том, что российские нормы СанПин по содержанию в воде солей жёсткости (10 мг-экв/л) давно устарели. Конечно, для питья такая вода безопасна, однако главная проблема – накипь, никуда не девается. Известно, что образование известковых наростов начинается уже при содержании солей кальция и магния в воде от 3 мг-экв/л.
Избавиться от избытка солей жёсткости в воде можно с помощью установки ионообменных фильтров умягчителей. Внутри их корпуса находится специальная гранулированная смола. Проходя через слой фильтрующей загрузки, ионы кальция и магния в воде обмениваются на нейтральные ионы натрия. За счёт этого процесса и происходит умягчение жёсткой воды. Промывка фильтрующей загрузки в установке осуществляется раствором обычной поваренной соли, которая подаётся из специального бачка (фидер для соли).
Важно понимать, что соли жёсткости являются легкорастворимыми веществами в воде, поэтому устранить их привычными фильтрами механической очистки с картриджами не удастся.
Специалисты компании «Комплексные решения» проектирует, а также устанавливает надёжные, эффективные и экономичные системы очистки воды любого уровня сложности. Подбор оборудования осуществляется по результатам анализа воды, с учётом технических условий и персональных требований заказчика. Оснащение водоочистных систем выполняется из комплектующих от лучших европейских и отечественных производителей.
Рабочие элементы управляющих клапанов изготавливаются из высокопрочной керамики, которая не боится износа или повреждений от механических частиц в воде.
Как получить бесплатное технико-коммерческое предложение
Оставьте свой номер телефона
и мы бесплатно перезвоним Вам
Интересные химические свойства жесткой воды
Одни говорят, что к стиральным порошкам надо добавлять умягчитель для воды, другие уверяют, что не надо. Кто прав? Чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала разобраться, для чего добавляется умягчитель и что такое вообще жесткая вода.
В прошлый раз мы рассматривали свойства известковой воды и посмотрели, что происходит с мыльной водой при добавлении к ней известковой воды. Известковая вода – это гидроксид кальция, то есть она содержит в себе много ионов кальция.
Вода, в которой много ионов кальция и магния, называется жесткой.
Как вы уже убедились, ее легко можно приготовить дома. Например, как в предыдущей статье. Кроме того, вы легко можете растворить в воде немного сульфата магния (английской соли) и также получить жесткую воду.
В природе жесткая вода – это вода практически во всех естественных водоемах – реках, озерах, ручьях, особенно – родниках. В колодцах и скважинах тоже жесткая вода за счет того, что идет из глубин земли и вымывает из земных пород кальций и магний.
Именно поэтому я советовала при проведении различных опытов воду пропускать через обычный бытовой фильтр, а затем кипятить — чтобы уменьшить в ней содержание металлов, которые могут помешать проведению экспериментов.
Стирка в жесткой воде – тоже достаточно неблагодарное занятие. Помните, что получилось, когда мы добавили жесткую воду к мыльному раствору? А что будет, если жесткую воду добавить в раствор стирального порошка?
Давайте попробуем и посмотрим, будет ли дружить жесткая вода с мылом и стиральным порошком. Проверим свойства жесткой воды.
Сначала проверим, что лучше отстирывает в обычной, нежесткой воде — мыло или стиральный порошок.
Сделаем раствор мыла и стирального порошка. Для этого натрите мыло на мелкой терке и залейте водой. Стиральный порошок просто насыпьте в емкость, залейте водой и размешайте. Ну и для контроля возьмем обычную, не жесткую воду, пропущенную через питьевой фильтр и прокипяченную.
Приготовим три грязных кусочка ткани, я вымазала их землей.
Пробуем отстирать ткань в этих трех типах воды – обычной, мыльной и растворе стирального порошка.
Что лучше отстирывает?
А теперь попробуем стирать в жесткой воде, приготовленной как в предыдущей статье. Для этого снова готовим растворы мыла и стирального порошка и добавляем в них жесткую известковую воду. Испытываем стирку вот на таких образцах ткани.
Увы, в мыльной воде даже не образуется пена. А стиральному порошку все равно, какая вода. Он отстирал загрязнение.
Ну так что, нужен умягчитель для воды? Как вы думаете?
Жду ответы в комментариях.
Наталья Брянцева
И еще один вопрос. Кто-нибудь из вас сталкивался с болезнями фиалок? У меня дома несколько очень симпатичных фиалок, и вдруг они покрылись чем-то таким мелким, непонятным. Цветки стали быстро скручиваться, засыхать. Может быть, это тля?
Кто-нибудь знает, как с этим бороться? Помогите пожалуйста советом.
Моющие средства — мыло и вода
Простейшие моющие средства — мыло и вода. Ознакомимся же с некоторыми свойствами этих средств. В зависимости от примесей вода может быть жесткой, вызывать образование ржавчины, приводящей к порче белья, содержать вредные микроорганизмы. Поэтому применение природой воды без предварительной ее обработки нежелательно.
Мыло и вода
Жесткость воды частично снижается при кипячении. Однако это довольно продолжительный способ смягчения воды, кроме того, при кипячении растворимые соли кальция и магния превращаются в нерастворимые и выпадают в осадок в виде накипи на стенках посуды. Образование же накипи на стенках чайников, кастрюль, котлов и т.п. – уже само по себе явление отрицательное, с которым приходится вести борьбу.
Для бытовых нужд промышленностью выпускаются специальные ионообменные фильтры, которые играют роль ионообменного сита. Вода, пропущенная через такое «сито», становится совершенно мягкой. Но нужно иметь в виду, что такая вода непригодна для приготовления пищи, а чтобы пропустить через фильтр количество воды, нужное для стирки, потребуется слишком много времени.
Использование в домашнем хозяйстве жесткой воды с применением мыла связано с рядом неудобств.
Мыло – это соли высших жирных кислот, главным образом, пальмитиновой, стеариновой и олеиновой, а также щелочной соли смоляных и нафетоновых кислот. Получают их омылением жиров едкими щелочами.
При растворении мыла в жесткой воде соли кальция и магния, присутствующие в ней, реагируют с кислотами и образуют новые нерастворимые соли, выпадающие в виде белой липкой массы, которая оседает на предметы, подвергнутые мойке. Щелочь же, образовавшаяся при гидролизе мыла, кроме неблагоприятного действия на кожу рук, снижает прочность тканей и даже частично разрушает их (капрон, нейлон и пр.). Эти свойства калиево-натриевого мыла и то, что для его производства расходуется дорогое и дефицитное сырье – животные и растительные жиры, послужило причиной его стремительной замены новыми моющими средствами.
Внедрение различных современных эффективных химических веществ позволило механизировать и автоматизировать процесс стирки, ускорить ее и облегчить, совместить отдельные операции по обработке тканей.
Но все же мыло и сегодня является популярным моющим средством. Применение его дает высокий моющий эффект при стирке хлопчатобумажных и льняных тканей в смягченной воде температурой 60-70º С.
Расход мыла определяется степенью загрязнения предмета и желаемой концентрацией моющего раствора. В среднем рекомендуется брать на 10л воды не менее 30 г мыла.