Comment étudier la chimie des détergents?
Les détergents anioniques ont une charge négative sur l'extrémité hydrophile tandis que les détergents cationiques ont une charge positive sur l'extrémité hydrophile.
Les détergents sont une classe de composés chimiques utilisés pour le nettoyage en raison de leurs doubles propriétés hydrophobes et hydrophiles. En raison de sa structure chimique et de sa réactivité, un détergent peut se lier à une tache huileuse et être emporté par l'eau, ce qui le rend idéal pour le nettoyage. La chimie derrière un détergent est assez basique et peut être comprise avec peu d'effort.
Partie 1 sur 3: comprendre la composition des détergents
- 1Définir les tensioactifs. Un surfactant est un produit chimique spécial qui réduit la tension superficielle de l'eau. Vous avez probablement vu de l'eau former des perles sur une fenêtre ou une table. Cela se produit à cause de la tension superficielle de l'eau. Si vous ajoutez un tensioactif, l'eau se répandra et mouillera davantage la surface.
- Les tensioactifs peuvent être classés selon leurs propriétés ioniques ou leur charge électrique: anionique (charge négative), cationique (charge positive), non ionique (pas de charge) et amphotère (charge positive ou négative).
- Le savon est un tensioactif anionique alors que les détergents sont constitués d'un ou plusieurs tensioactifs de charges diverses.
- En termes simples, un tensioactif réduit la tension superficielle, de sorte que l'eau imbibe le vêtement uniformément. Lorsque le vêtement est correctement mouillé, il est plus facile pour le tensioactif d'éliminer la saleté et la graisse.
- 2Renseignez-vous sur les graisses et les huiles. Les détergents sont composés d'acides gras et de sels de sodium ou de potassium. Les triglycérides sont des composés dérivés de graisses et d'huiles animales ou végétales composées de trois acides gras et de glycérine.
- Les acides gras sont des acides faibles composés d'une chaîne hydrocarbonée attachée à un groupe acide carboxylique (un hydrogène, deux oxygènes et un carbone). Ils sont considérés comme des tensioactifs, ils flotteront donc au-dessus de l'eau et réduiront la tension superficielle.
- 3Étudiez les sels alcalins. Un sel alcalin est une partie basique soluble (pH > 7,0) d'un métal alcalin tel que le sodium ou le potassium. Les sels alcalins sont capables de réagir avec les acides et de les neutraliser en raison de leur chimie de base. L'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium sont les deux sels les plus couramment utilisés pour fabriquer des savons et des détergents.
- Le sel alcalin se fixe au groupe acide carboxylique pour former un carboxylate. La molécule entière de carboxylate et d'acide gras est du savon.
- Ces produits chimiques sont très caustiques et peuvent causer des blessures graves s'ils ne sont pas manipulés correctement.
- L'hydroxyde de sodium est utilisé pour fabriquer des savons plus durs, tandis que l'hydroxyde de potassium est utilisé pour fabriquer des savons liquides plus doux.
- Dans l'eau, le sel alcalin est plus soluble que l'acide gras.
Les détergents non ioniques sont un sous-groupe de détergents qui n'ont pas de charge électrique. - 4Définir hydrophobe et hydrophile. En chimie, les composés hydrophobes sont ceux qui "fuient" l'eau. Ils ne sont pas solubles dans l'eau. Les hydrophiles sont des composés "qui aiment l'eau" et sont solubles dans l'eau. Le savon est unique en ce qu'il a une extrémité hydrophobe (chaîne d'acides gras) et une extrémité hydrophile (carboxylate).
- L'extrémité hydrophobe est capable de lier les taches telles que la graisse et l'huile qui sont également hydrophobes, tandis que l'extrémité hydrophile est attirée par l'eau et permet à la tache d'être lavée.
- Les détergents fonctionnent mieux lors du lavage avec de l'eau dure (eau avec des sels minéraux) car ils contiennent plusieurs tensioactifs.
Partie 2 sur 3: apprendre la chimie de la fabrication de détergents
- 1Procurez-vous le matériel nécessaire. Pour faire un détergent, vous avez besoin de graisse et d'hydroxyde de sodium. Les graisses peuvent être obtenues à partir d'animaux sous forme de suif et/ou de plantes telles que l'huile de noix de coco ou de palme. L'hydroxyde de sodium est également connu sous le nom de lessive et est un composant essentiel pour la fabrication du savon.
- L'hydroxyde de sodium, ou lessive, est extrêmement caustique et doit être manipulé correctement. Le port de gants, de lunettes de protection et de manches longues est essentiel lors de la fabrication de détergents.
- 2Utilisez la sécurité appropriée lorsque vous travaillez avec de la lessive. Parce que la lessive est une substance caustique, vous devez faire preuve de prudence lorsque vous travaillez avec pour éviter les blessures. Lorsque vous préparez un détergent, ne le placez jamais à proximité d'enfants ou d'animaux domestiques. Travaillez dans un endroit bien aéré avec des fenêtres et des portes ouvertes. Parce que la lessive est une base forte, vous voulez toujours l'ajouter à l'eau. L'ajout d'eau directement à la lessive chauffe l'eau et peut provoquer des explosions.
- Travaillez près d'une source d'eau pour nettoyer rapidement tout déversement.
- Si vous avez de la lessive dans vos yeux, vous devez les rincer pendant au moins 15 minutes pour vous assurer que tout le produit chimique est lavé.
- 3Mélanger la graisse avec de l'hydroxyde de sodium et chauffer. La première étape de la fabrication des détergents s'appelle la saponification. Les graisses et huiles contiennent des chaînes d'acides gras et des triglycérides nécessaires au détergent. Lorsqu'ils sont mélangés à l'hydroxyde de sodium et chauffés, les molécules de glycérine sont éliminées et l'hydroxyde de sodium se combine avec l'acide carboxylique de l'acide gras.
- Le savon résultant est une longue chaîne d'acide carboxylique.
Les détergents cationiques sont également capables de tuer les microbes et fonctionnent très bien pour neutraliser les molécules de détergents anioniques résiduelles. - 4Ajouter du sel pour éliminer la glycérine. Le détergent n'est pas très soluble dans l'eau salée, tandis que la glycérine est très soluble. La plus grande partie de la glycérine est éliminée car elle est précieuse, bien qu'il en reste un peu dans le savon pour le rendre plus lisse. Lorsque le sel est ajouté, le mélange se sépare en deux couches: le savon brut et la saumure/glycérine.
- Le savon monte au sommet de la solution tandis que la saumure/glycérine coule au fond.
- Ce processus est généralement répété plusieurs fois pour éliminer autant de glycérine que possible.
- 5Neutraliser la base avec un acide faible. À ce stade, le savon n'est pas aussi caustique que la lessive pure, mais il est encore trop élevé pour être utilisé. La base peut être neutralisée à l'aide d'un acide faible tel que l'acide citrique ou phosphorique. L'acide élimine l'hydroxyde de sodium restant et rend le détergent sûr à utiliser.
- Après neutralisation, le savon est séché puis prêt à l'emploi.
Partie 3 sur 3: approfondir vos connaissances
- 1Utilisez des aide-mémoire. Le concept le plus important lié à la chimie des détergents est le fait qu'ils ont à la fois une extrémité hydrophobe et une extrémité hydrophile. Pour vous rappeler quelle partie fait quoi, rappelez-vous qu'une phobie est une peur de quelque chose. Puisque hydro, fait référence à l'eau, hydrophobe signifie "craignant l'eau".
- Si vous vous souvenez de ce qu'est l'hydrophobe, il vous suffit de garder à l'esprit qu'hydrophile est le contraire et signifie "aime l'eau".
Le concept le plus important lié à la chimie des détergents est le fait qu'ils ont à la fois une extrémité hydrophobe et une extrémité hydrophile. - 2Apprenez les propriétés des détergents anioniques et cationiques. Les détergents anioniques ont une charge négative sur l'extrémité hydrophile tandis que les détergents cationiques ont une charge positive sur l'extrémité hydrophile. Ils sont considérés comme plus durs car ils modifient les structures des protéines. Les détergents cationiques sont également capables de tuer les microbes et fonctionnent très bien pour neutraliser les molécules de détergents anioniques résiduelles.
- Les détergents anioniques sont couramment utilisés pour récurer les sols.
- Les détergents cationiques sont couramment utilisés pour laver les vêtements et dans les shampooings.
- 3Connaître les propriétés des détergents non ioniques. Les détergents non ioniques sont un sous-groupe de détergents qui n'ont pas de charge électrique. En raison de ce manque de charge, ils ne réagissent pas avec les ions d'eau dure, ce qui les rend moins utiles pour laver les vêtements. Ils ont également tendance à moins mousser que les détergents ioniques.
- Ils sont généralement utilisés comme liquides vaisselle.
