Tenzidy - rozšiřující učivo

Jsou povrchově aktivní látky, snižují nebo odstraňují povrchové napětí kapalin.

Používají se jako prací prostředky, saponáty, smáčedla, emulgátory, pěnotvorné látky apod.

Molekula má amfifilní charakter. Je tvořena dlouhým uhlíkovým řetězcem o C₁₂ - C₂₀,  což představuje hydrofobní část. Na řetězci je polární substituent, který tvoří  hydrofilní část, např. skupiny -COO-, -SO₂O^-, -NR₃⁺.

Mechanismus působení tenzidů: tenzid se hromadí v povrchové vrstvě kapaliny, polární část s hydrofilní skupinou směřuje do polárního prostředí (voda) a nepolární část s hydrofobními vlastnostmi směřuje do nepolární fáze (olej, vzduch, pevná nečistota); mezi oběma částmi existují zároveň vnitřní přitažlivé síly. Dochází k porušení povrchové vrstvy a ke snížení povrchového napětí, obě fáze se tak promíchávají.

                                              

Obr. 1: Struktura tenzidu

 

                               

Obr. 2: Princip působení tenzidů

Rozdělení tenzidů:

• ionogenní tenzidy - hydrofilní skupina nese náboj:

  • záporný - anionaktivní tenzidy

  • kladný - kationaktivní tenzidy

• neionogenní tenzidy - hydrofilní skupina je elektricky neutrální.

Ionogenní tenzidy

Anionaktivní tenzidy

Jedná se o nejrozšířenější tenzidy, tvoří více než polovinu světové produkce. Ve vodném prostředí mají záporný náboj, nejstarším typem jsou mýdla. Mýdla jsou tvořena solemi vyšších mastných kyselin, převážně stearany a palmitany.

V současné době se využívají:

• Sodné soli alkanbenzensulfonových kyselin, které se získávají alkylací benzenu alkylchloridy nebo alkeny s následující sulfonací a neutralizací.

• Sodné soli alkylsulfátů ROSO₂ONa, které se získávají se z vyšších mastných alkoholů esterifikací kyselinou sírovou nebo reakcí s SO₃, případně adicí kyseliny sírové na alkeny.

Obr. 3: Anionaktivní tenzid

Kationaktivní tenzidy

Jsou méně rozšířené než anionaktivní tenzidy, představují přibližně 10 % světové produkce. Ve vodném prostředí mají kladný náboj. Nejčastěji se jedná o kvartérní amoniové soli.

Struktura kvartérní amoniové soli:

R₁ = alkyl C₈ - C₁₆, R₂ = zbytek obsahuje aromát, pokud se jedná o benzyl, mají tenzidy dezinfekční účinky. Používají se v kyselém prostředí jako tzv. inverzní mýdla např. ve zdravotnictví.

Vyrábí se reakcí alkylchloridu s terciárním aminem.

Obr. 4: Kationaktivní tenzid

Neionogenní tenzidy

Představují nad 30% světové produkce. Nemají v molekule náboj, ve vodném prostředí nedisociují, jejich účinnost není tedy ovlivněna pH prostředí. Rozpustnost ve vodě je dána přítomností hydrofilních skupin (-(CH₂-CH₂-O)n-, -OH , -NH₂). Připravují se například reakcí oxiranu s alkoholy, alkylfenoly nebo alkanovými kyselinami, řetězce obsahují 5 - 12 ethoxyskupin.

Používají se jako ušlechtilé přísady do pracích prostředků (snižují pěnivost), emulgátory, smáčedla, dispergátory, speciální pomocné textilní prostředky.

Obr. 5: Neionogenní tenzid

Poznámka

Tenzidy, zvláště anionaktivní, silně zatěžují životní prostředí. Tvrdé tenzidy jsou rozvětvené, ve vodních tocích se neodbourávají, měkké tenzidy jsou nerozvětvené nebo jen málo, jsou dražší, ale v přírodě se lépe odbourávají.

 

Zdroje

Obrázky

• Obr. 1: CHUPÁČ, Aleš a Yvona PUFFEROVÁ. Tenzidy: CH38 – Organické deriváty síry [online]. [cit. 10.12. 2014]. Dostupné z: http://fyz-chem.gkh.cz/prezentace/CH38.pptx
• Obr. 2: ZIK., Vera. Podstata mytí a praní [online]. 5. března 2007 [cit. 5.11. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Tenzidy#mediaviewer/File:Pran%C3%ADr.PNG
• Obr. 3: ZIK., Vera. WIKIPEDIA. SLES - anionaktivní tenzid [online]. 5. března 2007 [cit. 5.11. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Tenzidy#mediaviewer/File:SLES_-_anionic_surfactantr.PNG
• Obr. 4: ZIK., Vera. WIKIPEDIA. Cetyltrimethylammonium bromide - kationaktivní tenzid [online]. 5. března 2007 [cit. 5.11. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Tenzidy#mediaviewer/File:Cetyltrimethylammonium_bromider.png
• Obr. 5: ZIK., Vera. WIKIPEDIA. Cocamide DEA - neionogenní tenzid [online]. 5. března 2007 [cit. 5.11. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Tenzidy#mediaviewer/File:CocamideDEAr.PNG
• Obr. 6: AMANN, Wolfgang, Werner EISNER, Paul GIETZ, Josef MAIER, Werner SCHIERLE, Reiner STEIN, Jiří SVOBODA a Bohumil KRATOCHVÍL. Chemie pro střední školy: 2 b. Praha: Scientia, spol.sr.o., 2000. ISBN 80-7183-079-8.

Testy