Какие свойства ПАВ определяют экологическую опасность пен

Содержание

Определение поверхностно-активных веществ (Лабораторная работа)

Какие свойства ПАВ определяют экологическую опасность пен
В начало

Цель работы: определение поверхностно активных веществ в воде, загрязненной бытовыми стоками.

Под поверхностно-активными веществами (ПАВ) подразумеваются вещества, которые входят в состав моющих средств. Это одна или несколько групп поверхностно-активных агентов и несколько связывающих компонентов.

Первые уменьшают поверхностное натяжение жидкости, в которой они растворяются и образуют стабильную эмульсию или суспензию с частицами удаляемых загрязнений.

Связывающие компоненты снижают жесткость воды за счет образования с водой щелочного раствора, в котором моющие свойства поверхностно-активных групп особенно эффективны. Поверхностно-активные агенты могут быть анионоактивными, катионоактивными и неионогенными.

Гидрофильные волокна (хлопок, шерсть, шелк) очищаются анионоактивными агентами. Полиамидные и полиэфирные волокна гидрофобны, они лучше очищаются в присутствии неионогенных веществ.

Анионоактивные ПАВ начали применяться раньше других и до сих пор они являются основными ПАВ. В качестве связывающих компонентов наиболее часто применяют смеси полифосфатов с триполифосфатом натрия (Na5P3O10).

Активный связывающий агент ион (P3O105-) взаимодействует с ионами Ca2+ и Mg2+ в воде и в твердых загрязнениях.

Поверхностно-активные и связывающие агенты, попадая в водоем, загрязняют воду, причем скорость их разложения в воде низкая.

Поэтому снижается эффективность работы биологических фильтров и отстойников — из-за стабилизации коллоидных суспензий. Сточные воды с ПАВ образуют пену, в которой концентрируются микробы, в том числе и болезнетворные.

Полифосфатные связывающие агенты в воде гидролизуются, образуя монофосфаты, т.е.

поставляют биогенный элемент фосфор в водоем, вызывая тем самым разрастание водных растений с последующим отмиранием, сопутствуя эвтрофикации водоема. Предельно допустимая концентрация большинства анионоактивных веществ в воде водоемов 0,5 мг/л.

Метод определения основан на взаимодействии анионоактивных веществ с метиленовым синим с последующим образованием растворимого в хлороформе окрашенного соединения.

Это соединение экстрагируют в щелочной среде, промывают кислым раствором метиленового синего, чем устраняется мешающее влияние хлоридов, нитратов, роданидов и белков.

Влияние катионоактивных ПАВ, сульфидов (восстанавливающих метиленовый синий) устраняется добавлением к пробе пероксида водорода. Чувствительность экспресс-метода 0,1 мг/л. Этот метод позволяет проводить определение в полевых условиях.

Оборудование и реактивы

1) фотоколориметр;

2) пробирки на 20 мл;

3) пипетки на 1 мл, 10 мл с делениями;

4) мерные колбы на 100 мл, 1000 мл;

5) дистиллированная вода;

6) пероксид водорода (H2O2), 3 %-ый раствор. Применяется свежеприготовленным;

7) фосфатный буферный раствор рН 10. Один грамм гидроортофосфата натрия (Na2HPO4) (безводного) растворяют в дистиллированной воде, добавлением раствора гидрооксида натрия (NaOH) доводят рН до 10, разбавляют до 100 мл дистиллированной водой и перемешивают;

8) нейтральный раствор метиленового синего. 175 мг метиленового синего растворяют в дистиллированной воде и разбавляют водой до 1000 мл;

9) серная кислота, 0,3 %-ный раствор. 3 мл концентрированной H2SO4 разбавляют дистиллированной водой до 1000 мл;

10) хлороформ;

11) стандартные растворы ПАВ (лаурилсульфанат натрия, сульфанол и др.):

а) для приготовления основного стандартного раствора 0,1 г чистого вещества растворяют в 1 л дистиллированной воды (в 1 мл  раствора содержится 0,1 г анионоактивного вещества);

б) для приготовления рабочего стандартного раствора 10 мл основного раствора разбавляют до 100 мл дистиллированной водой (в 1 мл раствора содержится 0,01 мг активного вещества). Применяется свежеприготовленным.

Материал вода, загрязненная бытовыми стоками.

Выполнение работы

В пробирку объемом 20 мл вносят 10 мл исследуемой воды и последовательно прибавляют 1 мл 3 %-го пероксида водорода, 1 мл фосфатного буферного раствора, 1 мл метиленового синего. После добавления каждого реактива раствор перемешивают.

Затем добавляют 3 мл хлороформа, осторожно перемешивают в течение 1 мин, приливают 1 мл 0,3 %-го раствора H2SO4 и снова перемешивают 1 мин.

После разделения слоев колориметрируют, сравнивая окраску нижнего хлороформного слоя с окраской соответствующего стандартного раствора на белом фоне.

Приготовление шкалы

В ряд колориметрических пробирок вносят 0 — 0,1 — 0,2 — 0,3 — 0,4 — 0,5 — 0,6 — 0,8 — 1 мл рабочего стандартного раствора, разбавляют до 10 мл дистиллированной водой, получают соответственно концентрации вещества 0 — 0,1 — 0,2 — 0,3 — 0,4 — 0,5 — 0,6 — 0,8 — 1 мг/л.  Добавляют все реактивы и проводят все операции как при исследовании пробы.

Источник: http://icolog.ru/labi/opredelenie-poverhnostno-aktivnih-veshestv.htm

Состав и влияние стиральных порошков на человека и экологию

Андрей Елагин, кандидат технических наук и генеральный директор «НПО БиоМикроГели», пояснил нам, что стоит за формулировками в составе стиральных порошков, какое влияние оказывают эти вещества на окружающую среду и непосредственно человека, а также какие альтернативы можно использовать.

Свойства анионных и неионогенных ПАВ

ПАВ – это поверхностно-активные вещества. Иногда их еще обозначают на этикетках как тензиды или сурфактанты. Если загрязнения смывать водой без ПАВ, то получится удалить только то, что легко растворяется.

Но от пыли, масла, жиров так легко не избавиться, эта грязь умеет очень прочно сцепляться с поверхностями. ПАВ нужны, чтобы «отцепить» нерастворимые в воде загрязнения. Молекулы ПАВ, как липучка, способны одной своей стороной прикрепляться к молекулам жира, а другой – к молекулам воды.

После того как произошло распределение ПАВ по поверхности загрязнения, смыть грязь становится намного проще.

ПАВ делятся на катионные (К-тензиды с положительным зарядом), анионные (А-тензиды с отрицательным зарядом), амфотерные (могут менять заряд) и нейтральные (Неионогенные) – не имеющими заряда.

Анионные ПАВ наиболее дешевые в производстве и наиболее распространенные в бытовой химии и стиральных порошках, в частности.

Они пенятся работают лучше амфотерных ПАВ, но они же и наиболее вредные для кожи и слизистых человека. Анионные ПАВ  синтетического происхождения самые «агрессивные».

Они плохо разлагаются в природе и накапливаются в общем водном бассейне, есть данные, что они нарушают дыхание водных организмов, из-за чего те погибают.

Еще А-тензиды слишком обезжиривают кожу человека, приводят к разрушению гидролипидной пленки, проникают в более глубокие слои, нарушают pH, механизмы защитного салообразования. Одним словом, высушивают нашу кожу из-за чего она быстрее стареет.

Кстати, такие ПАВ добавляют не только в средства для мытья посуды и стрирки, в шампунях и другой косметике вы тоже можете их встретить.

Неионогенные ПАВ наименее вредные как для человек, так и для окружающей среды. Но они более дорогие, чем анионные, образуют меньше пены, поэтому на них производители обычно экономят.

Фосфанаты, поликарбоксилаты, цеолиты и энзимы в составе стиральных порошков

Поликарбоксилаты – это синтетические полимерные материалы, которые служат для предотвращения повторного оседания загрязнений на ткани.

Они способствуют тому, что ткани не «сереют» после многих стирок.

Эти соединения являются продуктами органической химии и также плохо разлагаются в природной среде как синтетические ПАВ.

Фосфанаты – органические соли или эфиры фосфорной кислоты, фосфаты – неорганические соли того же. Современные моющие средства могут содержать 30-50% фосфатов или фосфанатов, чтобы связывать в воде двух- и трехзарядные ионы металлов.

Это позволяет бороться с накипью в жесткой воде и серым налетом на белье. Именно благодаря этим соединениям фосфора белье можно стирать «без предварительного замачивания».

Кроме того, полифосфаты усиливают действие поверхностно-активных веществ: адсорбируясь на волокнах, молекулы полифосфатов отталкивают частицы грязи с поверхности ткани и вследствие электростатического отталкивания способствуют их распределению в моющем растворе.

Читайте также  Какую температуру выдерживает силикон

Однако они загрязняют окружающую среду.

Продукты гидролиза полифосфатов накапливаются в сточных водах, а поскольку фосфор — необходимый компонент питания растений, который активно используется в удобрениях для сельского хозяйства, водоросли в водоемах, куда сбрасываются сточные воды и где от этого этого растет концентрация фосфатов и фосфанатов, разрастаются и со временем превращают реки в болото.

В качестве альтернативы фосфатам, в порошки для смягчения воды  стали добавлять цеолиты.

Энзимы (ферменты) в порошки добавляют для удаления белковых загрязнений. Обычные моющие средства хорошо эмульгируют жиры, а вот кровь, например, удаляют с трудом.

Для устранения подобных загрязнений разработаны биологически активные препараты на основе протеаз – ферментов, растворяющих белки.

К сожалению, большинство известных протеаз разлагаются в щелочной среде моющего раствора и не выдерживают высокой температуры при стирке.

Воздействие стиральных порошков на окружающую среду и человека

Из всего вышеперечисленного следует, что ответ на этот вопрос утвердительный. Порошки с большим количеством Анионных ПАВ, фосфатов и фосфанатов вредны.

Именно поэтому в Европе уже давно запрещены порошки с высоким содержанием фосфатов и анионных ПАВ (допустимо не более 5% от общего состава).

При этом, наименьший вред экологии наносят жидкие средства для стирки, а не порошки.

Кальцинированная сода и хозяйственное мыло для стирки

Эта смесь действительно обладает очень хорошей моющей способностью и практически безопасна для природы, так как содержит продукты переработки животных жиров.

Однако у нее есть огромный минус, который сводит на нет все достоинства. Эта смесь имеет очень щелочную реакцию, она разрушает ткани и красители.

После стирки в такой смеси одежда выцветает и становится настолько непрочной, что рвется от малейшего усилия. Кроме того, разрушающиеся волокна образуют много пыли, которая затем оседает повсюду в квартире и в легких ее обладателя.

Контакт с кожей для таких смесей просто недопустим, поскольку она растворяет животные жиры. При попадании на кожу образуются трудно заживающие язвы и трещины.

Почему производится так мало экологичных бытовых средств

Ответ очень прост. Чрезвычайно трудно разработать продукт, который был бы безопасен для природы и одновременно имел высокие потребительские качества и при этом низкую цену. Все три параметра совместить практически невозможно.

Так хозяйственное мыло имеет крайне низкие потребительские свойства, оно опасно для кожи, имеет жуткий запах и просто «убивает» одежду.

Синтетические моющие средства имеют прекрасные потребительские свойства, но вредны для окружающей среды и здоровья человека, так как они с большим трудом утилизируются в природе.

Различные экосредства имеют высокую цену, кроме того при проверке часто оказывается, что они тоже содержат вредные компоненты, например анионные ПАВ, потому, что производители стараются снизить цену. Часто органические и максимально безвредные ПАВ вводится как небольшая добавка к синтетике, чтобы потребители могли купить эти средства.

Законодательный аспект проблемы

Как законодательство РФ смотрит на эту проблему? Есть ли позитивный опыт решения этой проблемы в других странах?
В России действует межгосударственный стандарт ГОСТ 32509-2013 «Вещества поверхностно-активные.

Метод определения биоразлагаемости в водной среде»; в Европе – Директива ЕС 648/2004 о моющих средствах; при этом российский стандарт имеет более жесткие требования. Кроме того, в России тоже появляются производители безопасной бытовой химии.

В частности резиденты «Сколково» и технопарка «Университетский», уральская  компания «НПО БиоМикроГели» разработала биоразлагаемые моющие средства на основе пектина и целлюлозы, которые позволяют не использовать в составах Анионные ПАВ, уменьшить количество неиногенных ПАВ до 5% и избегать добавления фосфатов и фосфанатов.

Инновационность разработки заключается в запатентованном веществе – биомикрогелях®. Это частицы геля природного происхождения с уникальными свойствами. Их размеры — от 100 до 1000 нанометров.

Они обладают высокой поверхностной активностью, эмульгирующей способностью и обратимой растворимостью, при этом полностью безвредны для человека и окружающей среды.

Специальные модификации биомикрогелей® для производства моющих средств позволяют регулировать их моющую способность, ресорбционные свойства и пенообразование.

Добавки некоторых модификаций биомикрогелей® позволяют повысить эффективность основных применяемых безвредных ПАВ, что дает возможность снижать их концентрацию в моющем растворе.

За счет этого моющие средства на основе биомикрогелей® даже в очень малых концентрациях эффективно удаляют все виды жиров и другие сложные загрязнения (препятствуя их повторному осаждению) с любых твердых поверхностей, не повреждая их, не нанося вред человеку и окружающей среде. Многократные исследования и многочисленные тесты показали, что биомикрогели® абсолютно безопасны для биосферы, гипоаллергенны и могут применяться в спортивных, оздоровительных, медицинских, а также детских (школьных и дошкольных) учреждениях

Источник: http://www.bu-bu-bu.ru/publications/vopros-otvet/sostav-stiralnih-poroshkov-i-vozdeistvie-na-ekologiyu.html

1.2.4 Влияние СПАВ на состояние водоемов

Биоресурсы водоемов Калининградской области и их экологическое состояние

Экологическая ситуация в Калининградской области достаточно напряженная, причем она имеет резко выраженный дифференцированный характер, обусловленный местными причинами…

Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды

f1. Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды

Природа — целостная система с множеством сбалансированных связей. Нарушение этих связей приводит к изменению установившихся в природе круговоротах веществ и энергии…

Воздействие ОАО «Волгоградский алюминий» на состояние окружающей среды

f2. Влияние выбросов ОАО «ВгАЗ» на состояние ОС и здоровье населения

ОАО «Волгоградский алюминий» находится в окрестностях города. На территории завода наблюдаются организованные и неорганизованные выбросы в атмосферу, сбросы в водные объекты…

Выявление экологических аспектов в гараже автотранспорта БНТУ

1.4 Влияние автотранспорта на состояние окружающей среды

При эксплуатации транспортных средств выделяются газообразные (оксиды серы, азота, угарный газ, различные углеводороды, продукты неполного сгорания и разложения топлива переменного состава), парообразные (тетраэтилсвинец и другие вещества)…

Международные соглашения по защите Мирового океана от загрязнения нефтью, радиоактивными и другими опасными и вредными веществами

1.4 , пестицидов и СПАВ в водах Мирового океана

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: — инсектициды для борьбы с вредными насекомыми…

Методика изучения степени загрязнения окружающей среды по лишайникам

1.2 Влияние загрязнение на состояние лишайников

Лишайники способны долгое время пребывать в сухом, почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2% до 10% сухой массы. При этом они не погибают, а лишь приостанавливают все жизненные процессы до первого увлажнения…

Мониторинг среды обитания в городе Соликамск

6.4 Санитарно-гигиеническая характеристика качества воды водоемов второй категории (вода открытых водоемов)

На протяжении ряда лет, удельный вес проб воды водоемов второй категории водоемов (водоемов…

Обеспечение природоохранных мероприятий на ОАО «Тулачермет»

1.4. Санитарно-экологическое состояние водоемов и водоохранных зон малых рек

Результаты гидрохимических наблюдений свидетельствуют о высокой степени загрязнения поверхностных вод в черте города. Малые реки, протекающие по городской территории (р. Упа, р. Тулица, ручей Щегловский, ручей Тростянский — приток р. Тулицы…

Особенности природопользования и негативного влияния антропогенных факторов на экологическое состояние Лунинецкого района

2.2 Влияние промышленности и транспорта на состояние природных компонентов

Огромнейшее влияние на состояние атмосферного воздуха оказывает промышленность и транспорт. Одним из крупнейших промышленных предприятий района является РУПП «Гранит»…

Природно-техногенный комплекс бассейна реки Качи и его влияние на экологическую безопасность региона

f3. Влияние антропогенной нагрузки на состояние здоровья населения

Экологическая опасность сточных вод пищевой промышленности

1.2 Влияние сточных вод на состояние водоемов

Загрязняющие вещества, поступая в природные воды, вызывают изменение физических свойств среды (нарушение первоначальной прозрачности и окраски, появление неприятных запахов и привкусов и т.п.); изменение химического состава…

Экологическая опасность сточных вод пищевой промышленности

1.2.1 Влияние органических загрязнений на состояние водоемов

В состав органических загрязнителей входят главным образом углерод, водород, кислород и азот. Окисление этих элементов обуславливают многие неблагоприятные ситуации, создающиеся в загрязненных реках и озерах…

Экологическая опасность сточных вод пищевой промышленности

1.2.2 Влияние неорганических соединений на состояние водоемов

Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения меди, цинка, кадмия, меди, фтора, хлора, ртути, свинца, цианида…

Экологическая ситуация в Волгограде

4. Влияние транспорта на состояние окружающей среды

Среди отраслей экономики транспортный комплекс (автомобильный, речной, морской, воздушный, железнодорожный транспорт, дорожное хозяйство) является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды…

Эколого-экономические проблемы регионального развития

2.1.2 Состояние водоемов

Водные ресурсы города Орска, входящие в водный кадастр, представлены реками — Урал, Орь, Елшанка, ручьями — Казак-Чекан, Каменный лог, водохранилищами — на ручьях Казак-Чекан и Чилижный Дол. Также на территории города имеются водные объекты…

Источник: http://eco.bobrodobro.ru/17901

Поверхностно активные вещества по отношению к воде

Вы когда-нибудь пробовали смешать растительное масло с водой? Ну и как, получилось? Для смешивания требуется посредник.

Именно посредник проникнет на глубину массы или вещества, чтобы там равномерно распределиться. Общая теория  по ПАВам была разработана известным академиком Ребиндером.

При смешивании воды и масла в одной таре получается расслоение, вода опускается книзу, а масло поднимется вверх, так как оно намного легче.

Масло и вода относятся к абсолютно разным средам, между молекулами происходит работа разных сил. Ориентационные силы провоцируют взаимодействие между молекулами, молекулы масла взаимодействуют при помощи дисперсных сил.

Читайте также  На какой срок выдается наряд допуск

Как ведут себя поверхностно активные вещества по отношению к воде

ПАВ – расшифровывается как поверхностно-активное вещество, представленное в виде химического соединения. Эти соединения сконцентрированы на поверхности термодинамических фаз, помогают снизить поверхностное натяжение.

Поверхностная активность относится к одной из главных характеристик ПАВ. На границе разделения фаз натяжение устремлено к нулю. Поверхностно – активные вещества имеют определенный предел по растворимости, что называется критическая точка ККМ.

Достигая критической концентрации при добавлении ПАВ в этот раствор, приграничная концентрация становится неизменной.

В объемном растворе происходит молекулярная самоорганизация. Во время агрегации будут образовываться мицеллы, определить которые просто при помутнении раствора поверхностно — активных веществ.

Процесс мицеллообразования в растворе ПАВ дает светлый голубоватый оттенок, образующийся при преломлении света. В промышленности поверхностно – активные вещества являются достаточно популярными. Сокращение ПАВ уже укоренилось и в соединениях обозначается именно так.

Строение веществ отличает содержание в них гидрофильных и олеофильных частей.

Существует много тех веществ, которые в определенных условиях могут проявить поверхностную активность или под воздействием межмолекулярной силы снижать энергию.

Натяжение в растворах резко понижается, однако в них присутствуют ПАВы, хоть и в малой концентрации.  ПАВ из неактивных может быть щелочью или минеральной кислотой и даже неорганической солью.

Существует много методов измерения поверхностного натяжения, одним из простейших можно назвать «подсчет капель» с прибором сталагмометром.

Узнав поверхностное натяжение одного вещества, очень просто рассчитывается значение другого. Некоторые измерения проводятся по специальным таблица с уже имеющимися показателями.

Как классифицируются ПАВы

Поверхностно – активные вещества анионные в воде диссоциируют и образовывают ПАВ анионы. Составляющие  этого типа относятся основной части мирового производства и подразделяются:

— соли и карбоновые кислоты;

— алкилсульфаты;

— тиосульфаты и фосфаты.

Очень широко используются в ПАВах соли синтетических жирных кислот. Соли карбоновой кислоты в кислой среде становятся слабыми диссоциированными веществами и практически не растворяются. Действие солей понижает эффективность веществ, снижаются моющие свойства.

ПАВ с образованием в воде катиона во время диссоциации называется катионным. К таким поверхностно – активным веществам относятся алифатические и ароматические амины.

Эти вещества более токсичные и меньше всего разлагаются, чем другие ПАВ, их можно применять в веществах относящихся  бактерицидным средствам, средствам дезинфекции и коррозийным ингибиторам.

В амфолитных поверхностно – активных веществах содержится две группы, зависящие от pH, и имеют свойства анионноактивные и катионноактивные.

На ионы в растворах не диссоциируют неионногенные вещества. Метод основывается на присоединении этиленоксида к спирту, аминам и другим веществам. Неионногенные ПАВ – это смесь гомологов с полиоксиэтиленовой цепью.

Цепь определяет гидрофильные свойства, длина цепи изменяется, а свойства регулируются. Некоторые ПАВ обладают замечательными моющими свойствами.

В неионногенных ПАВах есть и недостатки, к которым относятся медленное разложение ароматических радикалов и накопление их во внешней среде. Такие ПАВ разлагаются быстро и до конца.

Чаще свойства ПАВ рассматриваются по отношению к воде и подразделяются на два типа: растворимые и коллоидные.

В первую группу входят растворимые соединения из разряда органических, в этих органических соединениях углеводородный радикал небольшой, можно рассмотреть фенолы и спирты.

Вещества в растворе сосредоточены в дисперсном молекулярном состоянии, их применяют как смачиватели, вспениватели и диспергаторы. Не менее интересны коллоидные ПАВы. Их отличие состоит в том, что термодинамические дисперсные системы образуются устойчиво.

Свойства коллоидных ПАВ:

— высокая активность на поверхности;

— самопроизвольное мицеллообразование;

— солюбилизация;

— стабилизация дисперсной системы.

Длина радикала определяет поверхностную активность. Если увеличить длину СН2, то возрастет поверхностная активность примерно в 3.

2 раза, по правилу Дюкло — Траубе. Правило относится в основном к растворимым ПАВ.

В органических средах происходит обращение правила, активность поверхностных веществ радикала снижается.

Термодинамика и мицеллообразование

Растворимость ПАВ определена повышением энтропии в растворе. Ионногенные ПАВ  проходят процесс диссоциации и в растворе воды. Низкая растворимость у неионногенных ПАВ, так как они не диссоциируют.

При растворении поверхностно – активных веществ поглощается теплота и с повышением температуры повышается и растворимость.

Растворимость ПАВ на положительно активной поверхности маленькая, с повышением концентрации образуется процесс мицеллообразования.

ПАВы собираются в мицеллы, а раствор переходит в мицеллярную систему, но концентрация при этом превышает точку ККМ.  Мицеллы ПАВ лиофильные и лиофобные соединяются в воде, и получается ядро мицеллы. Количество ассоциации и определяет молекулярное число.

Сумма молекулярных масс означает мицеллярную массу. Наблюдается обратимость мицелярной системы, если разбавить раствор, то мицеллы распадутся на ионы и молекулы. Точка Крафт  — это температура, когда растворимость ПАВ увеличивается.

Точка на диаграмме соответствует ККМ – это точка Тк. Сs обозначает растворимость в воде. ККМ показывает нижний предел мицелл, температура показывает режим существования, аО – это равновесие между чистым и истинным ПАВ.

Ов – показатель равновесия или изменение ККМ от показателя температуры.

На диаграмме Точка Крафта выполнена в виде тройной точки, это равновесие чистого и истинного ПАВ и мицеллярного раствора. Точка становится меньше при уменьшении длины углеводородного радикала, при уменьшении разветвлений.

Уравнение образования мицеллообразования:

m(ПАВ)  × (ПАВ)m  — неионногенные ПАВы

nК+ + mR × М(m — n), где  К+ — противоионы, R- поверхностно-активный анион, m — число этих анионов в молекуле, М — мицелла.

Мицеллообразование предусматривает использование закона действующих масс, это помогает определить термодинамические функции.

Зачем нужны ПАВ

Грязные налеты и в частности жир водой, даже теплой практически невозможно смыть. Возьмите, например, попробуйте помыть жирные руки, жир останется, а вода будет просто стекать.

Водные молекулы не прилипают к молекулам жиров, тем самым не забирают их с рук. Главными задачами в этом случае являются попутки  прикрепить молекулы жира к воде. Поверхностно – активное вещество как раз и выполняет эти функции.

молекулы очень простое, ПАВ представлен в виде сферы, где один из полюсов липофильный, он соединяется с жировыми молекулами, а второй гидрофильный, он соединяется с молекулами воды.

Одним словом поверхностно – активное вещество один конец цепляется к жиру, а второй к воде.

Здоровье человека и ПАВ

влаги в человеческом теле сопровождается жировой основой. Защитой кожи являются жировые поверхности, липидные слои, ПАВ вызывает распад естественного слоя.

Заразные вещества попадают туда, где кожа меньше всего защищена, что представляет особую опасность для человека. Восстановление защитного слоя после использования моющих средств происходит в течение 4 часов, но не на 100%.

Гигиенические нормативы устанавливаются в соответствии с ГОСТом. Восстановление настолько быстро происходит не после каждого моющего средства. Если ПАВы не являются биоразлагаемыми, то они скапливаются во внутренних органах организма.

В организме человека ПАВы присутствуют всегда, только сменяются и конечно наносят некий вред телу человека, особенно влияют на репродуктивность у мужчин.

Виды ПАВ по характеру использования

Средства для мытья представлены веществами и смесями их, которые растворимы в воде и используются для того, чтобы очистить или отмыть твердые поверхности от грязи.

Смачивателями называются составы веществ, которые вызывают пептизацию и диспергирование, одним словом твердые тела измельчаются на мельчайшие частицы, а если это жидкость, то деление происходит на капельки. Смачиванием называется та фаза, которая начинается до мойки.

Солюблизаторами называются частицы веществ, которые повышают растворение тех частиц, коим трудно растворяться в жидкой среде. Молекулы обволакивают эти частицы, и получается мицелла, она подобно растворителю растворяет в себе частицы.

Под понятием эмульгаторы представлены частицы, которые стабилизируют несмешивающиеся жидкости.

Косметика и ПАВ

В косметику входит широкий спектр продукции, которые предназначены для ухода за волосами и за телом. Сюда относятся гели, шампуни и жидкое мыло, краски для волос, бальзамы, крема и многое другое.

Шампуни могут быть укоренившимися и современными, например многофункциональные продукты, в составе которых различные ингредиенты. В основе компонентов сырья ПАВы и другие добавки, сюда входят и биологические добавки.

В основе ПАВ лежат анионные частицы, которые позволяют создавать моющие свойства и щадяще влияют на кожу и волос. В обычном шампуне анионные ПАВ представлены алкилсульфатами и алкилэфирсульфатам. Вспомогательные ПАВ – эмфотерные катионные и неионные вещества.

Эти вещества повышают совместимость ПАВ, кожи и волос, в них повышены свойства пенообразования, вязкость регулируется и снижается обезжиривающее свойство. Зачастую используется имидазолин, оксид аминов и бетаин.

Читайте также  Какие бывают тектонические структуры

ПАВы в природе и в быту

 Зачастую ПАВы  мы видим в промышленном производстве, в сельском хозяйстве, медицинской деятельности и в бытовых условиях.

Важными областями для потребителя является производство мыла, моющих средств, технических средств и гигиенических, их можно увидеть в лакокрасочной продукции и в текстильной промышленности. Вещества найдутся и в фармацевтике, в пищевой области применения, в нефтяной и химической.

ПАВы играют важную роль в органических соединениях, биологических процессах и вырабатываются для личного использования живыми организмами. В промышленном текстиле ПАВ снимает статическое электричество, в основном на синтетике. Кожаные изделия не слипают и не повреждаются благодаря этим веществам.

Чтобы снизить натяжение для проникновения краски в самые мелкие поры используются ПАВ. Для переработки использованной бумаги необходимо отделить чернила от целлюлозы, происходит адсорбция молекул в пигменте чернил. Пигментация переходит в гидрофобное состояние, сквозь пигмент и целлюлозу проходит воздух.

Пузырьки собираются и поднимаются на поверхность. ПАВ в металлургической промышленности используется для смазывания прокатного станка. При высокой температуре масло сгорает, понижается процесс трения. Широкое применение нашли частицы ПАВ и в сельском хозяйстве и в агрономии, они помогают создать эмульсию.

Применяются часто для транспортировки питательных компонентов через стенки мембраны. В пище ПАВ используется в мороженом, шоколадках, в соусах и сливках. В нефтяной промышленности  вещества требуются для увеличения нефтеотдачи.

Как происходит биологическое разложение ПАВ

Водный раствор ПАВ  в требуемой концентрации попадает в сточные воды на промышленном производстве, а в конце сливается в водоем.

Сточным водам и ПАВ уделяется огромное внимание, скорость разложения низкая, поэтому результат органических воздействий, воздействий на природу и живые организмы просто непредсказуемый.

  Если в сточной воде содержится продукция полифосфатных ПАВ после гилролиза, можно наблюдать интенсивный рост травы и других растений, а значит, увеличивается риск загрязнения водоема.

При отмирании растения начинают гнить, а вода начинает активно объединяться с кислородом. Для очистки используются ПАВ в виде пены, активированный уголь, смолы и др. В этих отношения ПАВ подразделяют на мягкий и жесткий.

Окисление проводится в присутствии ферментов, с повышением температуры повышается и скорость окислительной реакции, а если температура превышает 35 градусов, то происходит разрушение ферментов. Производственные предприятия появляются снова и снова и являются локальными загрязнителями.

Сбрасывание ПАВов в сточные воды, может привести лишь к граммовой концентрации. Сбросы могут вызывать серьезные проблемы не только для водного пространства, но и почв. ПАВ усиливают множество других загрязнений.

При проникновении загрязняющих частиц вещества с высоким содержанием ПАВ проникает в воду. Для очистки существуют специальные методы, которые применяются как стандартные, так и традиционные.

Самыми действенными принято считать: сорбционный, метод флотации и реагентную обработку. Методом флотации, получается, удалить большое количество ПАВ, однако не во всех случая этот метод подходит.

Чтоб провести очистку с помощью обработки реагентами придется воспользоваться сильными окислителями. Лучше всего использовать гипохлорит натрия.

Есть здесь и минусы – расходуется огромное количество реагента, а очищенной воде увеличивается процентное содержание активного хлора. Для очистки часто используются и разные виды активированного угля. К 2008 году насчитывалось примерно 13 мл тонн произведенных ПАВ. К 2012 году рынок увеличился больше чем в два раза, к 2020 планируется рост до 36 млрд.

Источник: https://voday.ru/vidy-vody/aktivirovannaya/poverkhnostno-aktivnye-veshhestva-po-otnosheniyu-k-vode.html

Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – это огромнейшая группа веществ, способная снижать поверхностное натяжение на границе не растворяющихся друг в друге веществ, облегчая их смешивание.

В косметике это пенящиеся и моющие компоненты шампуней и моющих лосьонов, вещества, создающие однородные кремообразные системы в кремах, красителях, масках, кондиционерах, стабилизаторы красителей и бактерицидные добавки в дезодорантах.

Химически это совершенно разнообразная группа веществ, но общим является следующее: если хотя бы два вещества не растворяются друг в друге как, например, масло с водой, то добавление ПАВ их смешивает и образует однородную жидкость.

Это очень ярко видно в случае мытья посуды: жир на поверхности тарелок очень виден и ощутим, но вода, особенно холодная, стекает по жиру, практически не смывая его.

Стоит налить хоть немного моющего средства на тарелку, содержащего поверхностно-активные вещества и равномерно нанести его – как тут же вода будет стекать, унося за собой остатки жира.

Жир, как и масло не растворяются в воде и нанесение ПАВ просто помогло маслу смешаться с водой, создавая эффект «растворения». На самом деле масло с тарелки превратилось из равномерного слоя на поверхности в тысячи мельчайших капелле масла, окруженных слоем ПАВ, которые вода легко унесла с собой с поверхности тарелки.

У молекулы поверхностно-активного вещества есть две отличительные части: голова и хвост. Голова молекулы ПАВ — является гидрофильной — любящей воду, а хвост — липофильным (любящим масло) и гидрофобным (боящимся воды).

Когда такая молекула попадает в воду с каплями масла, то хвост поверхностно-активного вещества старается уйти из воды и расположится либо в масле, либо в воздухе, а голова напротив располагается в воде.

Таким образом молекула рас полается так раз на границе воды и масла и создает эмульсию.

Типы поверхностно-активных веществ

В зависимости от химической природы различают: анионные, катионные, амфотерные и неионные (неионогенные) поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Анионные поверхностно-активные вещества

Анионные поверхностно-активные вещества (с отрицательно заряженной – головкой) —  наиболее широко используемые моющие компоненты в косметике.

Они недорогие, легки в приготовлении, и хорошо очищают. Кроме этого они легко смываются от волос, не образуя пленок и налета. Их моющий эффект одинаков как в холодной так и в горячей воде.

Основной недостаток анионных ПАВ – в том, что они могут раздражать кожу. Для снижения раздражения в составы зачастую добавляют другие группы поверхностно-активных веществ.

Анионные ПАВ — это основные моющие компоненты шампуней, для получения эффекта эмульгирования их добавляют в красители.

Катионные поверхностно-активные вещества

Катионные поверхностно-активные вещества (с положительно заряженной головкой) — более слабые, как моющие вещества, чем анионные, и плохо вспениваются.

Однако катионные ПАВ хорошо проявляют себя как кондиционирующие вещества для волос, придавая мягкость и послушность волосам. Они могут снимать отрицательный заряд с волос, чем обеспечивают антистатический эффект.

Катионные ПАВ «утяжеляют» волос, делая его более послушным, облегчая расчесывание и укладку.

Так как катионные ПАВ имеют заряд противоположный анионным ПАВ, то ранее они не смешивались.

Сейчас есть возможность компоновать их в одном флаконе, благодаря этому катионные ПАВ смягчают агрессивное действие шампуней, а в применении в качестве кондиционера могут нейтрализовать агрессивный эффект.

Катионные поверхностно-активные вещества наиболее часто встречаются в кондиционерах и масках для волос, так же шампунях для окрашенных волос и шампунях 2-в-1. Так же их можно встретить в детских шампунях «без слез», так как они не вызывают раздражения глаз.

Амфотерные поверхностно-активные вещества

Амфотерные поверхностно-активные вещества могут содержать положительную или отрицательную группу в зависимости от рН.

При этом они могут вести себя как катионные ПАВ при более низких значениях рН и анионные – при более высоких значениях рН. Пена этих поверхностно-активных веществ умеренная и придает управляемость волосам.

Кроме этого группа амфотерных ПАВ минимально раздражает кожу головы и способна снимать уже имеющееся раздражение.

Амфотерные ПАВ в сочетании с анионными улучшают пенообразующую способность и повышают безвредность рецептур, а при соединении с катионными полимерами усиливают положительное воздействие кондиционирующих добавок, таких как силиконы и полимеры, на волосы и кожу. Анионные ПАВ получают из натурального сырья, поэтому это достаточно дорогие компоненты.
Амфотерные ПАВ можно встретить в шампунях для детей (не раздражают глаза), специальных шампунях для поврежденных и тонких волос, шампунях 2-в-1, красках для волос, окислителях, а так же масках и кондиционерах.

Неионные поверхностно-активные вещества

Неионные поверхностно-активные вещества, вторая самая популярная группа ПАВ после анионных поверхностно-активных веществ, обладают полярными головками.

Они являются самыми мягкими из всех поверхностно-активных веществ и используются в комбинации с анионными поверхностно-активными веществами как вторичный очиститель, а так же загуститель и стабилизатор пены.

Неионные ПАВ встречаются практически во всей косметике для волос, так как хорошо компонуются со многими веществами.

Источник: http://haircolor.org.ua/obshchie-ponyatiya/sovsem-chut-chut-nauki/65-poverhnostno-aktivnyie-veschestva-pav.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: