¿Gunther fue el primero en fabricar sulfonatos?
En el desierto amarillo al suroeste de El Cairo, la capital de Egipto, se levanta un mausoleo piramidal cuadrado, el mayor de los cuales es la pirámide del faraón Keops (alrededor de 2589-2566 a. C.) de la Cuarta Dinastía del antiguo Egipto. . Se dice que una vez, Keops le ordenó al chef que preparara un banquete para los invitados, y un chef accidentalmente derribó una caja de mantequilla envuelta en cenizas de carbón. Rápidamente sacó el carbón mezclado con mantequilla y lo tiró. Cuando regresó y se lavó las manos con agua, se sorprendió al descubrir que sus manos estaban extremadamente limpias. Cuando el faraón Keops se enteró, inmediatamente pidió una copia y salió el primer jabón humano. Esta es una antigua leyenda egipcia sobre el jabón.
Esta leyenda puede provenir de la narración del libro "Historia Natural" escrito por Plinio el Viejo (23-79), un antiguo escritor e historiador romano del siglo I. Los romanos a quienes les encantaba bañarse pusieron cenizas de plantas en agua y la hirvieron, luego agregaron grasa animal al agua de cenizas de plantas y luego continuaron agregando turba y revolviéndola hasta que se convirtió en una pasta espesa, que se usaba para quitar la suciedad del cuerpo.
En 1180, Bristol, una ciudad portuaria en el suroeste de Inglaterra, se había convertido en el centro del comercio europeo de jabón en ese momento. Según el historiador británico John Stowe (1525-1605), existían tres tipos de jabón durante el reinado de la reina Isabel I (1533-1603). El primero fue un jabón crudo elaborado con aceite de ballena. El segundo es un jabón dulce elaborado con aceite de oliva producido en la ciudad de Sevilla, en el suroeste de España, y el tercero es un jabón moteado o gris elaborado con mantequilla F. Sherwood Taylor. Historia de la Química Industrial. Londres: Heinemann, 1957. . Estos jabones están elaborados a partir de cenizas vegetales.
La ceniza vegetal contiene carbonato de potasio, que reacciona químicamente con las grasas animales y vegetales para producir jabón potásico, que es un líquido o semisólido viscoso, normalmente de color amarillo verdoso. No fue hasta la aparición del método de producción de álcali de Lublan, especialmente el éxito de la electrolización de salmuera para producir hidróxido de sodio, que apareció una gran cantidad de jabones de lavado sólidos (jabones de sodio que se utilizan hoy en día). El jabón potásico se utiliza como limpiador de automóviles y aviones.
Durante el periodo de 1813 a 1823, el químico francés de la longevidad Scheffler (1786-1889) publicó los resultados de la saponificación del estearato de glicerilo y del glicérido de palmitoilo, principales componentes químicos de las grasas animales y vegetales, con cáusticos. soda. , lo que indica que la reacción de saponificación produce estearato de sodio o ácido palmitoílo. Se señala que el jabón es una sal de ácido graso y es insoluble en una solución salina concentrada, mientras que el glicerol es muy soluble en una solución salina, por lo que el jabón y la glicerina se pueden separar agregando sal. Entonces la producción de jabón se convirtió en una industria química. En la práctica de producción, la grasa animal y la soda cáustica se hierven en una olla grande durante un tiempo y luego se vierte sal fina en polvo. De la olla emerge una pasta espesa, que se raspa para formar un molde y se enfría para obtener una pastilla de jabón. .
Alrededor de 1870, los británicos agregaron por primera vez silicato de sodio como relleno al hacer jabón y luego agregaron varias especias. A medida que aumentó la demanda de jabón, cada vez más grasas animales se convirtieron en aceites vegetales.
Los trabajadores de la antigua China han utilizado durante mucho tiempo productos naturales para lavar la ropa. Los primeros fueron el gel de ducha de ceniza vegetal y la solución de trona. Además, las raíces, hojas y frutos de muchas plantas se pueden utilizar para lavar. El chicozapote es una fruta de uso común que contiene saponina, un compuesto polimérico neutro. Puede formar una espuma duradera en agua dura y blanda, dando a las telas de seda y lana un buen brillo y tacto después del lavado, pero la saponina es tóxica.
En el siglo V d.C., el científico agrícola chino Jia Sixie escribió "Qi Yao Min Shu", que decía que el páncreas de los cerdos puede descontaminar. Esto se debe a que hay muchas enzimas digestivas en el páncreas de los animales, que pueden descomponer las grasas, las proteínas y el almidón y tener el efecto de eliminar la suciedad. A finales de la dinastía Qing, aparecieron en el mercado el "páncreas de osmanthus", el "páncreas de rosa" y otros productos de lavado. Se trata de una especie de "jabón" creado en China. Se elabora mezclando y moliendo páncreas de cerdo, azúcar, trona, grasa de cerdo y especias, luego revolviéndolo y presionándolo en bolas o bloques. Cuando el jabón europeo y americano llegó a China, lo denominaron "páncreas extranjero". El "páncreas extranjero" apareció en China en la segunda mitad del siglo XIX. 65438+A principios de los años 60, empresarios británicos y alemanes llegaron a nuestro país para montar fábricas para producir jabón. La primera empresa de jabón dirigida por chinos fue la Tianjin Zhonghua Pancreas Company, fundada por Song Hengchun, que solicitó su registro en el año 29 del reinado de Guangxu en la dinastía Qing (1903).
El jabón es un detergente y un tensioactivo, una sustancia que puede reducir la tensión superficial de los líquidos. La tensión superficial de un líquido es una fuerza que hace que las moléculas de la superficie de un líquido sean atraídas por las moléculas del interior, lo que hace que el líquido se encoja. Las pequeñas gotas de agua en el aire, las gotas de rocío en las hojas y las gotas de rocío en la hierba son esféricas debido a la tensión superficial. Ponga unas gotas de aceite en una botella pequeña de agua. Incluso después de cerrar la tapa y agitar vigorosamente, el aceite seguirá en forma de pequeñas gotas, también debido a la tensión superficial. Pero agregar una pequeña cantidad de agua con jabón al agua que contiene pequeñas gotas de aceite cambia la situación. Después de agitar, el aceite y el agua ya no se separan, sino que forman una emulsión similar a la leche.
El principal componente químico del jabón es el estearato de sodio (C17H35COONa). Se disocia en agua:
Como producto de lavado, el jabón ha servido a la humanidad durante miles de años y ha contribuido enormemente. Sin embargo, con el progreso de la civilización humana y las necesidades de la sociedad, ésta enfrenta cada vez más desafíos.
En primer lugar, la producción de jabón requiere aceite, y cada pieza de jabón requiere unos 100 gramos de aceite. A medida que aumenta la población en todo el mundo, el suministro de grasas y aceites comestibles se vuelve cada vez más limitado. Con el desarrollo de la industria, la contradicción entre oferta y demanda se ha vuelto cada vez más prominente.
En segundo lugar, al lavar la ropa con agua dura, el jabón se combinará con los iones de calcio y magnesio contenidos en el agua dura para formar precipitados insolubles en agua, lo que no solo desperdiciará jabón, sino que también lo hará firmemente. adsorbido en las fibras de la tela en los huecos, haciendo que la ropa se vuelva amarilla y dura.
Entonces los químicos buscaron alternativas al jabón y alguien descubrió el aceite rojo turco. En 1834, Crum (1795-1867), propietario de una fábrica británica de impresión y teñido, utilizó ácido sulfúrico para sulfonar aceite de oliva. Sus moléculas también contienen grupos lipófilos e hidrófilos, que tienen efectos humectantes, emulsionantes y dispersantes. Además de teñir, también se utiliza en curtido y fabricación de papel, pero el efecto de lavado no es evidente.
Durante la Primera Guerra Mundial, Alemania carecía de petróleo. En 1916, el químico Fritz Gunther fabricó ácido propilnaftalenosulfónico y butilalquilnaftalenosulfonato de sodio, y Nekal A y Nekal BX se comercializaron como productos detergentes, respectivamente. Primero, Clifton E. Melo. Detector - jabones y detergentes sintéticos. Química, presentado 65438. . Estos detergentes son del tipo alquilarilsulfonato de cadena corta.
A principios de la década de 1930, aparecieron en el mercado estadounidense alquilarilsulfonatos de cadena larga. El grupo arilo se cambió de naftaleno a benceno, es decir, alquilbencenosulfonato, del que proceden todos los grupos benceno y alquilo. queroseno o gasóleo ligero. También contienen grupos hidrofílicos y lipófilos en sus moléculas como el jabón, pero a diferencia del jabón, son solubles en agua dura como sales formadas con iones de calcio y magnesio.
La estructura molecular se puede representar mediante la siguiente fórmula:
A partir de 1965, todos los principales fabricantes de detergentes cambiaron sus formulaciones de alquilbencenosulfonatos de cadena ramificada a alquilbencenosulfonato de cadena lineal.
La carboximetilcelulosa sódica es conocida en la industria desde hace muchos años. En 1936, alguien solicitó una patente en Francia para utilizarlo como aditivo detergente. Pero esta patente no jugó un papel importante. No fue hasta la Segunda Guerra Mundial que Alemania comenzó a utilizar carboximetilcelulosa sódica como complemento del detergente debido a la escasez de jabón. Más tarde, los detergentes sintéticos se convirtieron en una alternativa al jabón en tiempos de guerra, y los líquidos para lavar platos los usaban como aditivos, lo que los hizo ampliamente utilizados en la industria. La carboximetilcelulosa de sodio es un polvo blanco que se puede disolver en agua para formar una solución viscosa que puede eliminar la redeposición de suciedad durante el lavado con detergente.
Otro aditivo importante en los detergentes es el tripolifosfato de sodio, que puede eliminar los iones de calcio y magnesio del agua. Sin embargo, en los últimos años se ha descubierto que el agua desemboca en ríos y lagos, provocando la multiplicación de algas, afectando la supervivencia de los peces y provocando la contaminación del agua. Por ello, han aparecido uno tras otro varios detergentes para ropa sin fósforo.
Los aditivos incluyen agentes blanqueadores fluorescentes, que pueden absorber los rayos ultravioleta invisibles a simple vista y luego convertirlos en luz blanca visible, por lo que los textiles lavados quedan particularmente blancos bajo el sol. Los agentes espumantes aumentan la espuma y absorben el aceite y la suciedad del agua. Las enzimas pueden descomponer y destruir la sangre, las manchas de leche y el jugo de la carne a una determinada temperatura.
El alquilbencenosulfonato de sodio y el jabón son tensioactivos aniónicos porque se disocian en agua en un anión con un grupo hidrófobo de cadena larga y un grupo hidrófilo corto. Son la principal categoría de tensioactivos detergentes, representan del 65% al 80% de la producción total, con la mayor dosis y la más amplia aplicación.
El segundo es el tensioactivo catiónico, que se disocia en agua en un catión con un grupo hidrófobo de cadena larga y un grupo hidrófilo corto, que puede usarse para esterilización y desinfección, y puede usarse como suavizante de fibras. en la industria de la impresión y teñido de textiles, agente nivelador, agente antifúngico, agente fijador de color y agente antiestático.
En tercer lugar, existen muchos tipos de tensioactivos no iónicos y zwitteriónicos. La producción de detergentes sintéticos aumenta año tras año y poco a poco va sustituyendo al jabón.