"Мило, його склад, мийна дія".

"Мило, його склад, мийна дія"

1. Визначення та склад мила:

• Визначення:
  • Мило – це солі вищих карбонових кислот (жирних кислот) з лужними металами (натрієм або калієм), що утворюються в результаті реакції омилення жирів.
  • За хімічною природою мило – це сіль, йонна сполука.
• Склад:
  • Формула мила: R-COO⁻Na⁺ (тверде мило) або R-COO⁻K⁺ (рідке мило), де R – вуглеводневий радикал.
  • Найпоширеніші жирні кислоти у складі мила:
    • Пальмітинова кислота (C₁₅H₃₁COOH)
    • Стеаринова кислота (C₁₇H₃₅COOH)
    • Олеїнова кислота (C₁₇H₃₃COOH)
  • До складу мила часто додають різні речовини:
    • Ароматизатори.
    • Барвники.
    • Зволожувачі (гліцерин).
    • Антибактеріальні компоненти.
• Омилення жирів:
  • Мило отримують в результаті реакції омилення жирів, де жири взаємодіють з лугами (гідроксидами натрію або калію).
• Формули:
  • Загальна формула: R-COONa (тверде мило), R-COOK (рідке мило).
  • Приклад: C₁₇H₃₅COONa (натрій стеарат).
• Типи мила:
  • Розрізняють тверде мило (натрієве) та рідке мило (калієве).
  • Також існують спеціальні види мила, такі як господарське, туалетне, дитяче тощо, які відрізняються складом та призначенням.

2. Мийна дія мила:

• Механізм дії:
  • Молекули мила мають дві частини: гідрофільну (полярну) –COO⁻ і гідрофобну (неполярну) –R.
  • Гідрофобна частина "притягує" жирні забруднення, а гідрофільна – воду.
  • Утворюються міцели – сферичні частинки, в яких жирні забруднення оточені молекулами мила.
  • Міцели легко змиваються водою.
• Фізико-хімічні процеси:
  • Адсорбція: молекули мила адсорбуються на поверхні забруднення.
  • Емульгування: утворення емульсії – суміші двох рідин, що не змішуються (вода і жир).
  • Диспергування: подрібнення забруднень на дрібні частинки.
• Фактори, що впливають на мийну дію:
  • Температура води: гаряча вода покращує мийну дію.
  • Жорсткість води: жорстка вода знижує мийну дію.
  • Концентрація мила: оптимальна концентрація забезпечує найкращий ефект.
  • Вплив довжини вуглеводневого ланцюга:
    • Мийна здатність мила залежить від довжини вуглеводневого ланцюга жирної кислоти. Занадто короткі ланцюги не забезпечують достатньої гідрофобності, а занадто довгі роблять мило погано розчинним у воді.
  • Вплив pH:
    • Мило має лужне середовище, що може впливати на шкіру.

3. Виключення та обмеження:

• Жорстка вода:
  • У жорсткій воді мило утворює нерозчинні солі кальцію і магнію, що знижує його мийну дію.
  • Ці солі утворюють наліт на поверхнях.
• Кисле середовище:
  • У кислому середовищі мило розкладається на жирні кислоти, що не мають мийної дії.
• Синтетичні мийні засоби:
  • Синтетичні мийні засоби (ПАР) більш ефективні у жорсткій воді та кислому середовищі.
• Екологічні аспекти:
  • Варто додати інформацію про біорозкладність мила та вплив синтетичних мийних засобів на довкілля.

4. Висновки:

• Мило – ефективний мийний засіб, але має обмеження у використанні.
• Розуміння механізму мийної дії допомагає використовувати мило більш ефективно.
• Синтетичні мийні засоби мають переваги в певних умовах.
• Мило має лужне середовище, що може впливати на шкіру.
• Мийна здатність мила залежить від довжини вуглеводневого ланцюга жирної кислоти.

5. Висновки:

• Мило – ефективний мийний засіб, але має обмеження у використанні.
• Розуміння механізму мийної дії допомагає використовувати мило більш ефективно.
• Синтетичні мийні засоби мають переваги в певних умовах.

6. Завдання для закріплення:

• Опишіть механізм мийної дії мила на молекулярному рівні.
• Поясніть, чому мило погано миє у жорсткій воді.
• Порівняйте мийну дію мила та синтетичних мийних засобів.
• Напишіть рівняння реакції між стеариновою кислотою та гідроксидом натрію.

Розв'язання до завдань:

1. Опишіть механізм мийної дії мила на молекулярному рівні.

• Молекула мила має гідрофільну (полярну) "голівку" (-COO⁻) та гідрофобний (неполярний) "хвіст" (вуглеводневий радикал R).
• Гідрофобні "хвости" молекул мила "притягують" жирні забруднення, оскільки вони також є неполярними.
• Молекули мила оточують частинки жиру, утворюючи міцели. У міцелі гідрофобні "хвости" спрямовані всередину, до жиру, а гідрофільні "голівки" – назовні, до води.
• Гідрофільні "голівки" взаємодіють з водою, що дозволяє міцелам змиватися з поверхні разом із забрудненнями.

2. Поясніть, чому мило погано миє у жорсткій воді.

• Жорстка вода містить іони кальцію (Ca²⁺) та магнію (Mg²⁺).
• Мило (натрієві або калієві солі жирних кислот) реагує з цими іонами, утворюючи нерозчинні солі кальцію та магнію (так зване "мильне шумовиння").
• Ці нерозчинні солі випадають в осад, знижуючи концентрацію мила та його мийну дію.
• Крім того, осад "мильного шумовиння" може осідати на поверхнях, ускладнюючи їх очищення.

3. Порівняйте мийну дію мила та синтетичних мийних засобів.

• Мило:
  • Ефективне у м'якій воді.
  • Утворює "мильне шумовиння" в жорсткій воді.
  • Біорозкладне.
  • Має обмежену мийну дію в кислому середовищі.
• Синтетичні мийні засоби (ПАР):
  • Ефективні як у м'якій, так і в жорсткій воді.
  • Не утворюють "мильного шумовиння".
  • Можуть бути менш біорозкладними.
  • Ефективні в широкому діапазоні pH.

4. Напишіть рівняння реакції між стеариновою кислотою та гідроксидом натрію.

C₁₇H₃₅COOH + NaOH → C₁₇H₃₅COONa + H₂O

• C₁₇H₃₅COOH – стеаринова кислота.
• NaOH – гідроксид натрію.
• C₁₇H₃₅COONa – натрій стеарат (мило).
• H₂O - вода.

Ця реакція називається реакцією нейтралізації. Вона відбувається між кислотою та лугом, утворюючи сіль та воду.

10 тестових питань на тему "Мило, його склад, мийна дія":

1. Що таке мило за хімічною природою?
   • А) Спирт
   • Б) Ефір
   • В) Сіль
   • Г) Альдегід
2. Які метали найчастіше входять до складу мила?
   • А) Залізо та мідь
   • Б) Кальцій та магній
   • В) Натрій та калій
   • Г) Алюміній та цинк
3. Яка частина молекули мила є гідрофобною?
   • А) -COO⁻
   • Б) R (вуглеводневий радикал)
   • В) Na⁺
   • Г) H₂O
4. Як називаються сферичні частинки, що утворюються при мийній дії мила?
   • А) Атоми
   • Б) Молекули
   • В) Міцели
   • Г) Іони
5. Який процес відбувається при взаємодії мила з жирними забрудненнями?
   • А) Окиснення
   • Б) Відновлення
   • В) Емульгування
   • Г) Гідроліз
6. Чому мило погано миє у жорсткій воді?
   • А) Через низьку температуру води
   • Б) Через високу концентрацію мила
   • В) Через утворення нерозчинних солей кальцію та магнію
   • Г) Через кисле середовище
7. Яка формула натрій стеарату?
   • А) C₁₅H₃₁COONa
   • Б) C₁₇H₃₅COONa
   • В) C₁₇H₃₃COONa
   • Г) C₁₅H₃₁COOK
8. Який тип хімічної реакції відбувається при отриманні мила з жирних кислот та лугу?
   • А) Окиснення
   • Б) Відновлення
   • В) Нейтралізація
   • Г) Гідроліз
9. Яка частина молекули мила взаємодіє з водою?
   • А) Гідрофобна
   • Б) Гідрофільна
   • В) Вуглеводневий радикал
   • Г) Металічний йон
10. Які переваги мають синтетичні мийні засоби перед милом?
    • А) Більша біорозкладність
    • Б) Ефективність у жорсткій воді
    • В) Менша вартість
    • Г) Натуральний склад

Відповіді до тестових питань:

1. В) Сіль
2. В) Натрій та калій
3. Б) R (вуглеводневий радикал)
4. В) Міцели
5. В) Емульгування
6. В) Через утворення нерозчинних солей кальцію та магнію
7. Б) C₁₇H₃₅COONa
8. В) Нейтралізація
9. Б) Гідрофільна
10. Б) Ефективність у жорсткій воді