Detergendid on keemiliste ühendite klass, mida kasutatakse puhastamiseks nende kahe hüdrofoobse ja hüdrofiilse omaduse tõttu. Tänu oma keemilisele struktuurile ja reaktsioonivõimele võib pesuaine kinnituda õlisele plekile ja pesta vees, mistõttu on see ideaalne puhastamiseks. Pesuaine taga olev keemia on üsna elementaarne ja sellest saab aru vähese vaevaga.
1
Määratlege pindaktiivsed ained. Pindaktiivne aine on spetsiaalne kemikaal, mis vähendab vee pindpinevust. Tõenäoliselt olete näinud, kuidas vesi aknal või laual helmeid moodustab. See juhtub vee pindpinevuse tõttu. Kui lisate pindaktiivset ainet, levib vesi laiali ja niisutab suuremat osa pinda. Pindaktiivseid aineid saab liigitada nende ioonsete omaduste või elektrilaengu järgi: anioonsed (negatiivne laeng), katioonsed (positiivne laeng), mitteioonsed (laenguta) ja amfoteersed ( kas positiivne või negatiivne laeng).Seep on anioonne pindaktiivne aine, samas kui pesuained koosnevad ühest või mitmest erineva laenguga pindaktiivsest ainest. Lihtsamalt öeldes vähendab pindaktiivne aine pindpinevust, nii et vesi leotab rõiva ühtlaselt. Kui rõivas on korralikult märg, on pindaktiivsel ainel lihtsam eemaldada mustust ja rasva.
2
Õppige rasvade ja õlide kohta. Detergendid koosnevad rasvhapetest ja naatriumi- või kaaliumisooladest. Triglütseriidid on loomsetest või taimsetest rasvadest ja õlidest saadud ühendid, mis koosnevad kolmest rasvhappest ja glütseriinist.Rasvhapped on nõrgad happed, mis koosnevad süsivesinikahelast, mis on seotud karboksüülhapperühmaga (üks vesinik, kaks hapnikku ja üks süsinik). Neid peetakse pindaktiivseteks aineteks, nii et need hõljuvad vee peal ja vähendavad pindpinevust.
3
Leelissoolade uurimine. Leelissool on leelismetalli, näiteks naatriumi või kaaliumi lahustuv aluseline (pH > 7,0) osa. Leelissoolad on võimelised hapetega reageerima ja neid neutraliseerima nende aluselise keemia tõttu. Naatriumhüdroksiid ja kaaliumhüdroksiid on kaks kõige levinumat soola, mida kasutatakse seepide ja pesuvahendite valmistamiseks. Leelissool kinnitub karboksüülhappe rühmale, moodustades karboksülaadi. Kogu karboksülaadi ja rasvhappe molekul on seep. Need kemikaalid on väga söövitavad ja võivad ebaõige käsitsemise korral põhjustada tõsiseid vigastusi. Naatriumhüdroksiidi kasutatakse kõvemate seepide valmistamiseks, kaaliumhüdroksiidi aga pehmemate vedelate seepide valmistamiseks. Vees leelisesool lahustub paremini kui rasvhape.
4
Määratlege hüdrofoobne ja hüdrofiilne. Keemias on hüdrofoobsed ühendid need, mis “jooksevad vee eest ära. Nad ei lahustu vees. Hüdrofiilsed on “vett armastavad” ühendid ja lahustuvad vees. Seep on ainulaadne selle poolest, et sellel on hüdrofoobne ots (rasvhappeahel) ja hüdrofiilne ots (karboksülaat). Hüdrofoobne ots on võimeline siduma plekke, nagu rasv ja õli, mis on samuti hüdrofoobsed, samas kui hüdrofiilne ots tõmbab ligi vett ja võimaldab plekki maha pesta.Pesuained toimivad paremini kareda veega (mineraalsooladega vesi) pestes, kuna neis on mitu pindaktiivset ainet.
5
Hankige vajalikud materjalid. Pesuaine valmistamiseks vajate rasva ja naatriumhüdroksiidi. Rasvu võib saada loomadelt rasva ja/või taimede, näiteks kookos- või palmiõli kujul. Naatriumhüdroksiidi tuntakse ka leelisena ja see on seebi valmistamise oluline komponent. Naatriumhüdroksiid ehk leelis on äärmiselt söövitav ja seda tuleb korralikult käsitseda. Pesuvahendite valmistamisel on oluline kanda kindaid, kaitseprille ja pikki varrukaid.
6
Kasutage leelisega töötamisel nõuetekohast ohutust. Kuna leelis on söövitav aine, peate sellega töötades olema ettevaatlik, et vältida vigastusi. Pesuvahendit tehes ärge kunagi pange seda laste või lemmikloomade lähedusse. Töötage hästi ventileeritavas kohas, avatud akende ja ustega. Kuna leelis on tugev alus, tahad seda alati veele lisada. Vee lisamine otse leelis soojendab vett ja võib põhjustada plahvatusi.Lekke kiireks puhastamiseks töötage veeallika läheduses.Kui leelist satub silma, loputage neid vähemalt 15 minutit, et veenduda, et kõik kemikaal pestakse välja.
7
Sega rasv naatriumhüdroksiidiga ja kuumuta. Pesuaine valmistamise esimest etappi nimetatakse seebistamiseks. Rasv ja õlid sisaldavad pesuaine jaoks vajalikke rasvhappeahelaid ja triglütseriide. Naatriumhüdroksiidiga segamisel ja kuumutamisel eemaldatakse glütseriini molekulid ja naatriumhüdroksiid ühineb rasvhappe karboksüülhappega. Saadud seep on pikk karboksüülhappe ahel.
8
Glütseriini eemaldamiseks lisage soola. Pesuaine ei lahustu soolases vees kuigi hästi, samas kui glütseriin lahustub hästi. Suurem osa glütseriinist eemaldatakse, kuna see on väärtuslik, kuigi seebi sisse jäetakse veidi, et see siledaks muutuks. Soola lisamisel jaguneb segu kaheks kihiks: toorseep ja soolvesi/glütseriin. Seep tõuseb lahuse ülaossa, samas kui soolvesi/glütseriin vajub põhja. Seda protsessi korratakse tavaliselt mitu korda, et eemaldada võimalikult palju glütseriini. kui võimalik.
9
Neutraliseerige alus nõrga happega. Selles etapis ei ole seep peaaegu nii söövitav kui puhas leelis, kuid see on siiski kasutamiseks liiga kõrge. Alust saab neutraliseerida nõrga happega, näiteks sidrun- või fosforhappega. Hape eemaldab järelejäänud naatriumhüdroksiidi ja muudab pesuaine kasutamise ohutuks.Pärast neutraliseerimist kuivatatakse seep ja seejärel on see kasutusvalmis.
10
Kasutage mälu abivahendeid. Kõige olulisem detergentide keemiaga seotud kontseptsioon on asjaolu, et neil on nii hüdrofoobne kui ka hüdrofiilne ots. Et meeles pidada, milline osa mida teeb, pidage meeles, et foobia on hirm millegi ees. Kuna hüdrofoobne viitab veele, siis hüdrofoobne tähendab “vett kardab”. Kui mäletate, mis on hüdrofoobne, peate lihtsalt meeles pidama, et hüdrofiilne on vastupidine ja tähendab “vett armastav”.
11
Õppige anioonsete ja katioonsete detergentide omadusi. Anioonsete detergentide hüdrofiilsel otsal on negatiivne laeng, katioonsetel detergentidel aga positiivne laeng. Neid peetakse karmimaks, kuna need muudavad valgu struktuure. Katioonsed detergendid on samuti võimelised tapma mikroobe ja neutraliseerivad väga hästi anioonsete detergentide molekulide jääke. Anioonseid pesuaineid kasutatakse tavaliselt põrandate küürimiseks.Katioonseid pesuaineid kasutatakse tavaliselt riiete pesemiseks ja šampoonides.
12
Teadke mitteioonsete detergentide omadusi. Mitteioonsed detergendid on detergentide alarühm, millel puudub elektrilaeng. Laengu puudumise tõttu ei reageeri need kõvade veeioonidega, mistõttu on need riiete pesemisel vähem kasulikud. Samuti kipuvad need vahutama vähem kui ioonsed pesuvahendid. Tavaliselt kasutatakse neid nõudepesuvedelikena.