Category Archives: Chemia organiczna
Galaretki
Któż choć raz nie jadł w swym życiu galaretki. Owocowej, mięsnej, w formie cukierka. Do wyboru, do koloru. Czym jednak są dziś galaretki? Jak są produkowane, i czy nadal można powiedzieć, że to wartościowe pożywienie?
Głównym składnikiem galaretek jest żelatyna, białko pochodzenia naturalnego, otrzymywana z kości i chrząstek zwierzęcych.
Świece – światło w mroku
Świece są wynalazkiem tak starym, że trudno choćby podejrzewać, kiedy zaczęła się ich historia. Mimo to pełnią swą rolę po dziś dzień, niezależnie od stopnia rozwoju cywilizacyjnego społeczeństwa.
Alkohol w życiu człowieka
Alkohole to duża grupa związków zawierających charakterystyczną dla siebie grupę hydroksylową -OH. Ich zastosowanie w życiu codziennym jest różnorodne, poczynając od rozpuszczalników, a kończąc na środkach odkażających. Jednak potocznie pod pojęciem alkoholu rozpoznawany jest jeden konkretny związek o zastosowaniu spożywczym: alkohol etylowy, będący istotnym składnikiem napojów tj. piwo, wino, wódka, czy cydr.
Kwas acetylosalicylowy – leki przeciwbólowe, przeciwgorączkowe, przeciwzapalne i przeciwzakrzepowe
Kwas acetylosalicylowy, wg nazewnictwa IUPAC – kwas 2-acetoksybenzoesowy.
Leki zawierające kwas acetylosalicylowy
Kwas acetylosalicylowy jest związkiem szeroko wykorzystywanym przez farmaceutykę. Wchodzi w skład leków o działaniu przeciwbólowym, przeciwgorączkowym i przeciwzapalnym, wśród których można wymienić popularną Aspirynę, Polopirynę S, Etopirynę, Calcipirynę, Asprocol, Upsarin C, czy Alka Seltzer.
Dostępny jest jednak nie tylko w postaci syntetycznego związku, lecz także jako składnik wielu naturalnych preparatów leczniczych. Doskonałym przykładem jest tu kora wierzby, wchodząca w skład wielu herbat, czy syropów tj. Pyrosal.
Skróty nazw tworzyw sztucznych
A – akrylan
AAEMA – acetoacetoksyetylometakrylan
AAS – metakrylan-akryl-styren
ABA – akrylonitryl/butadien/akrylan – ang. acrylonitrile butadiene acrylate
ABR – kauczuk akrylanowo-butadienowy (Acrylat-Butadien-Rubber)
ABS – akrylonitryl-butadien-styren – ang. acrylonitrile butadiene styrene
ABS+PA – blenda akrylonitryl-butadien-styren + poliamid
ABS+PBT – blenda ABS + poli(tereftalan butylenu)
ABS+PC – blenda akrylonitryl-butadien-styren + poliwęglan
ABS+PSU – blenda akrylonitryl-butadien-styren + polisulfon
Skuteczność działania detergentów, w tym mydła, a twardość wody
Choć chemicznie wodą określa się związek o wzorze H2O, to w naturze zasadniczo nie występuje ona w czystej postaci. Wody na globie ziemskim obfitują w różnorodne związki, zarówno organiczne, jak i nieorganiczne. Woda wodociągowa, używana w przeważającej części do mycia i prania, nie jest wyjątkiem. Choć substancje organiczne stanowią tu raczej rzadkość, różnego rodzaju sole zmniejszają skuteczność działania detergentów, w tym mydła.
Największy problem dla mydła i innego rodzaju detergentów stanowią sole wapnia i magnezu. Całkowita zawartość jonów wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+ w wodzie określana jest jako twardość wody. Im jest ona wyższa, tym więcej woda zawiera soli wapnia i magnezu, i tym więcej należy użyć mydła i detergentów, aby oczyścić przedmioty i samego siebie.
Jony wapnia i magnezu obecne w wodzie reagują z mydłem dość szybko, wytrącając się w postaci białych osadów soli kwasów tłuszczowych.
Reakcje strąceniowe wapnia i magnezu:
|
Mg2+ + 2C17H35COO– → |
(C17H35COO)2Mg ↓ |
|
stearynian magnezu |
|
|
Ca2+ + 2C17H35COO– → |
C17H35COO)2Ca ↓ |
|
stearynian wapnia |
Z powodu wytrącania się znacznej ilości osadów w twardej wodzie usuwanie brudu jest najbardziej skuteczne w wodzie miękkiej, np. deszczówce, jeśli nie jest ona zanieczyszczona. W Polsce większość wód dostarczanych do gospodarstw domowych jest jednak twarda, przez co musi ona być zmiękczana, aby nie uszkodzić urządzeń tj. pralki i zmywarki, oraz by zmniejszyć ilość detergentów potrzebnych do usuwania brudu. Zmiękczanie wody zostało opisane w artykule dotyczącym twardości wody.
W warunkach domowych do zmiękczanie wody wykorzystuje się środki dodawane do środków czyszczących. Znakomite efekty osiągane są dzięki zastosowaniu polifosforanów sodu, które z jonami wapnia i magnezu tworzą związki kompleksowe. Nie wytrącają się one na tkaninach w pralce, czy naczyniach w zmywarce, po dodaniu mydła lub innych detergentów. Do produkcji proszków do prania wykorzystywany jest np. Na5P3O10.
Mechanizm usuwania brudu
Brud jest dziś dla człowieka substancjami niepożądanymi. brud pokrywający skórę człowieka stanowi mieszaninę potu oraz kurzu, ziemi, piasku i zanieczyszczeń unoszonych przez powietrze. W przypadku bardziej brudzących zajęć, wśród brudzących substancji mogą znaleźć się również farby, oleje, smary, czy pozostałości pokarmów.
Pot
Wydzielany przez człowieka pot składa się z wody oraz cząsteczek tłuszczów, soli mineralnych potasu, wapnia i magnezu, oraz kwasu mlekowego.
Poszczególne rodzaje brudu w różnym stopniu przylegają do skóry człowieka, czy przedmiotów codziennego użytku lub odzieży, przez co do ich usuwania mogą okazać się potrzebne różne detergenty.
Dlaczego mycie wodą jest nieefektywne?
Woda, czyli H2O, należy do cząsteczek polarnych. Polarność jest skutkiem wiązań znajdujących się pomiędzy atomami wodoru a atomem tlenu. Są to wiązania kowalencyjne spolaryzowane, w których wiążące atomy elektrony są silniej przyciągane przez atom tlenu, na którym gromadzi się cząstkowy ładunek ujemny (oznaczany jest on symbolem d–). Na atomach wodoru pozostaje natomiast cząstkowy ładunek dodatni (oznaczany jest on symbolem d+).
Obecność ładunków cząstkowych wywołuje pewien skutek w postaci przyciągania się cząsteczek wody, co można obserwować choćby w postaci padającego w postaci kropel deszczu, czy przemieszczających się po powierzchni stawów owadów. Jeśli akurat nie spadają, krople wody posiadają kulisty kształt wynikający z tworzenia przez zewnętrzne cząsteczki wody sprężystej błony. W tym stanie utrzymują je siły napięcia powierzchniowego.
W związku z działaniem napięcia powierzchniowego, cząsteczki brudu mają trudności z rozpuszczeniem się w wodzie. W tym właśnie momencie rozpoczyna się rola mydła.
Rola mydła w usuwaniu brudu
Dodatek mydła zmniejsza napięcie powierzchniowe wody, dzięki czemu brud może się w niej rozpuścić. Ta funkcja mydła wynika z budowy cząsteczek mydła posiadających długi niepolarny ogon przechwytujący cząsteczki brudu, oraz polarne głowy łączące się z cząsteczkami wody.
Alifatyczny łańcuch kwasu tłuszczowego nie wykazuje powinowadztwa do cząsteczek wody, wykazując właściwości niepolarne i hydrofobowe („boją się” wody). Przechwytuje jednak cząsteczki brudu łącząc się z podobnymi do siebie niepolarnymi substancjami, choćby tłuszczami. Wnikające pomiędzy cząsteczki brudu ogony mydła zmniejszają przyczepność brudu do skóry czy tkanin, ułatwiając ich usuwanie.
Polarna grupa karboksylowa, czyli głowa mydła, może wnikać pomiędzy cząsteczki wody, obniżając jej napięcie powieżchniowe. Jej powinowadztwo do wody określa się jako duże, natomiast całą głowę określa się mianem hydrofilowej.
Właściwości mydeł, ich otrzymywanie i dostępne rodzaje
Mycie rąk w samej wodzie nie zawsze jest skuteczne, choć wiele osób tego by pragnęło. Zazwyczaj potrzebne są dodatkowe środki czystości, przynajmniej mydło. W jaki sposób jednak ono działa? Co w mydle ułatwia utrzymanie czystości?
Mydła stanowią sole wyższych kwasów tłuszczowych, tj. kwas stearynowy. Posiadają one ponad 8 atomów węgla w łańcuchu węglowym.
Sulfidy
Sulfidy należą do związków organicznych. Składają się z dwóch grup organicznych połączonych atomem siarki, R-S-R’. Grupę organiczną może stanowić zarówno grupa alkilowa, arylowa, jak i winylowa.
R–S–R’
R oznacza grupę alkilową lub arylową.
Nazewnictwo sulfidów
Nazwy sulfidów są zapisywane w różny sposób zależnie od budowy cząsteczki. Proste sulfidy, nie posiadające w swym składzie innych grup funkcyjnych, posiadają nazwy składające się z nazwy sulfid oraz nazwy dwóch grup organicznych wchodzących w skład związku. Grupy te podaje się w kolejności alfabetycznej, w formie przymiotnikowej.
W przypadku sulfidów złożonych, posiadających w strukturze cząsteczki także inne grupy funkcyjne, grupę sulfidową określa się jako podstawnik alkilotiowy.
Fenole
Fenole są związkami organicznymi, posiadającymi ogólną strukturę zapisywaną wzorem ogólnym:
Fenole
grupa hydroksylowa –OH związana bezpośrednio z pierścieniem aromatycznym.
ArOH
w którym Ar oznacza grupę arylową tj. fenyl.
Właściwości fizyczne fenoli
W warunkach normalnych fenole są cieczami bądź ciałami stałymi posiadającymi niskie temperatury topnienia.
Ze względu na możliwość tworzenia wiązań wodorowych pomiędzy polarnymi cząsteczkami fenoli, posiadają one wyższą temperaturę wrzenia w stosunku do swoich odpowiedników pozbawionych polarnej grupy funkcyjnej. Wiązanie wodorowe pomiędzy fenolami a cząsteczkami wody umożliwia najmniejszym fenolom na rozpuszczanie się w tym rozpuszczalniku w ograniczonym stopniu (np. 9 g fenolu / 100 g H2O). Ze względu na niepolarny charakter większych grup arylowych, większość innych fenoli jest bardzo słabo rozpuszczalnych w wodzie, bądź nie rozpuszcza się w niej w ogóle.
W swej podstawowej formie fenole są bezbarwne. Za zabarwienie niektórych związków odpowiadają pewne podstawniki, bądź grupy wchodzące w skład danego fenolu. W pewnych sytuacjach za zabarwienie próbki mogą odpowiadać produkty utleniania fenoli, które zostały nie wystarczająco oczyszczone. Fenole, podobnie jak aminy, dość łatwo ulegają reakcjom utlenienia.
