Лекция № 30

Дополнительная

Основная

1.Артеменко А.И. Органическая химия.– М.: «Высшая школа», 2003. – 605с.

3. Артеменко А.И. Органическая химия. – М.: «Высшая школа», 1987. – 430с.

«Поверхностно-активные вещества»

Краткое содержание лекции

Органические вещества, снижающие поверхностное натяжение вследствие адсорбции на границе раздела фаз, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ).

ПАВ в молекулах одновременно содержат гидрофобную и гидрофильную группы. Если гидрофобные группы не растворяются в воде и стараются «оттолкнутся» от нее, то гидрофильные, наоборот, легко взаимодействуют с ней.

ПАВ применяют в строительсве в качестве добавок в бетоны и цементные расворы для улучшения их свойств.

Все поверхностно-активные вещества делятся на две большие группы: ионогенные и неионогенные. В свою очередь, ионогенные ПАВ в зависимости от характера образующихся при дисоциации в водных растворах длинноцепечечных ионов можно разделить на анионоактивные и катионоактивные вещества. Кроме того, имеются еще и амфолитные, или амфотерные, ПАВ, которые содержат в молекуле две противоположно заряженные группы – анионо- и катионоактивные.

Анионоактивные вещества. Из поверхностно-активных веществ самую большую по численности составляют анионоактивные. Они широко применяются для производства синтетических моющих средств (СМС).

Анионоактивные вещества – это поверхностно-активные соединения, которые диссоциируют в водных растворах на длинноцепочечные анионы, обеспечивающие поверхстную активность этих растворов, и катионы, влияющие только на растворимость этих веществ. К таким соединениямотноситься обычные мыла, алкилсульфаты, алкинорилсульфонаты.

Рассмотрим подробнее эти вещества.

Мыла – соли высших алифатических (жирных) кислот (С₁₂–С₁₈), обладающие поверхностно-активными свойствами. Однако их существенным недостатком является сравнительно плохая моющая способность в жесткой воде.

А л к и л с у л ь ф о н а т ы R – SO₃Na получает сульфохлорированием и сульфоокислением парафинов (С₁₂–С₁₆) и последующим омыление. Они могут быть также синтезерованы из алкенов присоединением к ним гидросульфата натрия.

R–CH=CH₂ + NaHSO₃ R–CH₂–CH₂–SO₃Na

или окислением тиолов (меркаптанов) и дальнейшей нейтролизацией полученных сульфокислот

R–CH = CH₂ + H₂S R–CH₂–CH₂–SH

R–CH₂–CH₂–SO₃H R–CH₂–CH₂–SO₃Na

Алкилсульфонаты широко используются в составе СМС. Они обладают высокой эмульгирующей способностью.

Катионоактивные вещества – это поверхостно-активные соединения, которые в водных растворах диссоциируют на обьемной катион – носитель поверхостной активности, и анион.

К катионоактивным веществам относят соли высших аминов (I), четвертичные аммониевые основания и их соли (II), третичные сульфониевые основания (III) и четвертичные фосфониевые основания (IV):

R’ ⁺R’ ⁺R’ ⁺R’ ⁺

| | | |

R–N–H A^–R–N– R” A^–R–S– R” A^–R–P–R’ A^–

| | |

R” R” R’”

I II III IV

где R’, R”, R’” – короткие радикалы (–СН³, –С2Р⁵), а R – радикал, содержащий 12-18 углеродных атомов; А^- – анионы (галоген, сульфат-ион, гидроксил).

Катионоактивные вещества обычно получают из высших первичных аминов, которые при взаимодействии с галогеналкилами образубт водорастворимые катоиноактивные четвертичные аммониевые соединения. Например:

CH₃⁺

R–NH₂ + 3CH₃Cl → R–N–CH₃ Cl^– + 2HCl

CH₃

(R содержит от С₁₂ до С₁₈).

Катионоактивные вещества по сравнению с анионоактивными и неионогенными вырабатываются в промышленности в меньшем количестве.

Четвертичные аммониевые соеднинения понижают поверхностное натяжение, обладают хорошей эмульгирующей и смачивающей способностью, но пенообразующая и моющая способность их незначительна. Однако высоко физиологическая активность и высокая совмещаемость с анионоактивными веществами делает целесообразным их промышленное производство. Для получения препаратов, обладающих одновременно хорошими моющими и дезинфицирующими свойствами, четырехзамещенные аммониевые соединения смешивают с неионогенны мимоющими веществами.

Сабақтың қысқаша мазмұны

Фазалардың бөліну шекарасында адсорбция әсерінен беттік керілуді азайтатын органикалық заттарды беттік активті заттар (БАЗ) деп атайды.

БАЗ молекулаларында бір мезгілде гидрофобты және гидрофильді топтар болады. Егер гидрофобты топтар суда ерімей, одан алшақтауға тырысса, ал гидрофильді топтар сумен оңай әрекеттеседі.

Барлық БАЗ екі үлкен топтарға: ионогенді және ионогенді емес болып бөлінеді.

БАЗ құрылыста бетон мен цементтік ерітінділерге олардың қасиеттерін жақсартуға қолданылады.