Стирка
- физико-химический процесс, его
главные “действующие лица” -
поверхностно-активные вещества.
Молекулы таких веществ состоят из
двух частей - гидрофильной, т. е.
имеющей сродство к воде, и гидрофобной,
которая с водой не взаимодействует,
зато охотно вступает в контакт с
загрязняющими веществами, например с
трудно отмываемыми жирами и маслами.
Эти группы - гидрофильные и
гидрофобные - находятся на разных
концах длинной молекулы. Такие
молекулы прикрепляются своими
гидрофобными концами к жирной
поверхности, а гидрофильные торчат
наружу, словно иголки у ежа. Вода эти
"иголки" хорошо смачивает, она
окружает такого "ежа", отрывает
его от поверхности и уносит прочь.
Примерно так действуют и мыло, и
стиральный порошок. А чтобы поскорее
удалить грязь с ткани или с наших рук,
мы их трем губкой, щеткой, друг о друга...
Коль
скоро мыло - самое старое поверхностно-активное
вещество, с него и начнем.
Растворите
в небольшом количестве воды немного
мыла, добавьте в пробирку раствор
самодельного индикатора. В случае
черноплодной рябины окраска станет
зеленой. Значит, среда щелочная. И в
сам деле, обычное мыло - натриевая соль
жирных кислот: олеиновой, стеариновой,
например C17H37COONa (а жидкое
мыло - калиевая соль тех же кислот). При
растворении в воде такие соли
гидролизуются, распадаются на кислоту
и щелочь. Но жирные кислоты слабые, а
щелочи в данном случае сильные,
поэтому раствор имеет щелочную
реакцию.
Раньше
думали, будто мыло хорошо стирает и
моет потому, что оно образует щелочь.
Оказалось, что дело вовсе не в этом.
Напротив, щелочь (например, стиральная
сода) моет потому, что она соединяется
с жирами и образует в растворе
поверхностно-активные вещества,
подобные мылу.
Между
прочим, мыло не так уж сложно получить
самим. Есть несколько способов; вот
один из них.
Приготовьте
горячий концентрированный раствор
стиральной соды, налейте его в
пробирку и постепенно, по каплям,
добавляйте растительное масло, пока
оно не перестанет растворяться. Вместo
масла можно взять пчелиный воск. В
полученный раствор насыпьте щепотку
поваренной соли. Так же поступают и на
мыловаренных заводах - этот процесс
называют высаливанием. В обычной воде
мыло растворяется, а вот в соленой нет,
поэтому после добавления соли твердое
мыло всплывает на поверхность и его
легко отделить от раствора.
Сейчас
мыло для стирки применяют все реже, а
стиральные порошки все чаще. В состав
этих порошков входят поверхностно-активные
вещества, полученные синтетически.
Поэтому их и называют синтетическими
моющими средствами.
Поставим
такой опыт.
Разрежьте
лоскут грязной ткани на три части и
опустите каждый кусочек в стаканы. В
первый стакан налейте просто
подогретую воду, во второй - мыльный
раствор, а в третий - раствор любого
стирального порошка, какой найдется
дома. Слегка потрите лоскутки,
ополосните их в чистой воде, высушите
и внимательно разглядите. Тот кусочек
ткани, который побывал в воде, стал
ненамного чище. Лоскуток из мыльного
раствора заметно посветлел. Но самым
чистым окажется тот кусочек ткани,
который вы извлекли из стакана с
раствором стирального порошка.
Значит,
синтетические моющие средства
действуют более энергично, чем
обычное мыло.
У
многих стиральных порошков есть еще
одно ценное свойство: они моют в любой
воде - в мягкой, в жесткой, даже в
морской. А мыло?
Возьмите
обычную воду и добавьте к ней
минеральной воды. Таким образом вы
сделаете воду жесткой, ведь жесткая
вода тем и отличается от мягкой, что
содержит много солей кальция и магния
- так называемых солей жесткости.
Вновь возьмите кусочек грязной ткани
и попробуйте выстирать его мылом в
такой жесткой воде. Ничего у вас не
выйдет - даже пены не образуется. Соли
жесткости вступают с мылом в реакцию,
образуются кальциевые и магниевые
мыла, а они нерастворимы в воде. И наше
мыло теряет все свои полезные
свойства. Но если в жесткой воде
растворить стиральный порошок, то он
будет отстирывать грязь почти так же,
как прежде - жесткая вода ему не вредит.
Поверхностно-активные вещества,
входящие в состав порошка, не
взаимодействуют с солями жесткости, а
значит не теряют своих свойств.
В былые
времена, когда мыло было предметом
роскоши, для стирки часто
использовали другие, более доступные
вещества, которые хотя и в меньшей
степени, но все же отстирывали грязь.
Попробуйте и вы, как действуют эти
вещества.
Можете
взять для опыта порошок горчицы или
отвар фасоли но еще лучше - корни
некоторых растений, например примулы,
вороньего глаза, цикламена, куколи.
В этих
корнях содержатся сапонины - вещества,
обладающие моющим действием (возможно,
в старых книжках вы встречали такое
выражение - мыльный корень). Все эти
природные вещества стирают, конечно,
хуже мыла, но вы без труда убедитесь,
что они все же стирают.
Главу о
моющих средствах закончим опытом, в
котором добавляя поверхностно-активные
вещества и изменяя тем самым
поверхностное натяжение воды, мы
заставим предмет двигаться по воде.
Из
тонкой медной проволоки сделайте
плоскую спираль в несколько витков,
слегка смажьте ее маслом или
вазелином и очень осторожно опустите
на поверхность воды. Поверхностное
натяжение воды не дает спирали
утонуть, а вода ее не смачивает. Теперь
пипеткой аккуратно капните в самую
середину спирали одну каплю мыльного
раствора. Спираль сейчас же начнет
вертеться. Растекаясь по поверхности,
мыльный раствор доходит до конца
спирали, выходит из нее и развивает
небольшую реактивную тягу. Когда
спираль остановится, капните мыльный
раствор еще раз - вращение
возобновится.
Такая
спираль может послужить прибором для
определения поверхностной активности
различных жидкостей.
Замените
мыльный раствор другим веществом -
спираль станет двигаться с другой
скоростью. Если капнуть раствор
поваренной соли, то кругового
движения не будет вовсе. А в растворе
стирального порошка спираль быстро
утонет. Он смывает слой масла, который
удерживает проволоку на воде.