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e
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c
o
r
g
e
i
a
M
Introduzione

I detergenti sono quei prodotti in grado di
allontanare dalle superfici quel materiale
estraneo e non, definito come “sporco”.

Lo sviluppo dei detergenti è legato allo
sviluppo dei tensioattivi sintetici

I tensioattivi sintetici sono i componenti
fondamentali dei detergenti.

Obiettivo: Conoscere il fenomeno della
detergenza ed i principali componenti dei
detergenti.
Programma di lavoro

L'unità didattica verrà svolta in 6 ore di
lezione

Gli argomenti, per esigenze didattiche,
verranno suddivisi in tre parti:

Tensioattivi e chimica dei tensioattivi

Detergenti e fenomeno della detergenza

Problemi ambientali e tossicologici
Terminologia (1)

Elettrone: particella dell'atomo con carica
negativa.

Protone: particella dell'atomo con carica
positiva.

L'atomo è neutro. Cioè nell'atomo i protoni
sono in numero uguale agli elettroni.
Terminologia (2)

Se ad un atomo aggiungiamo un elettrone
possiederà più elettroni dei protoni e si
chiamerà ione negativo o anione.

Se ad un atomo togliamo un elettrone,
possederà un elettrone in meno rispetto ai
protoni e si chiamerà uno ione positivo o
catione
Cl
Na
+
e-
Cl
1
Na
+
+
e-
1
Terminologia (3)

Tensioattivi: sostanze che diminuiscono la
“tensione superficiale”

Gruppo:

anionico: con carica negativa.

cationico: con carica positiva.

non ionico: senza carica specifica.

Detergenti: miscugli di numerose sostanze con la
predominanza dei tensioattivi.

Idrofobo: contrario all'acqua, non solubile in
acqua.

Idrofilo: simile all'acqua, solubile nell'acqua
Tensione superficiale
Tra le molecole di una sostanza vi sono delle forza di attrazione
responsabili di alcune proprietà dei liquidi, tra queste proprietà vi è la
tensione superficiale.
Le molecole situate all'interno del liquido sono soggette a forze di
attrazione agenti in tutte le direzioni, mentre quelle disposte sulla
superficie sono attratte solo verso il centro della massa e di fianco.
L'azione di tali forze fa si che lo strato delle molecole superficiali si
comporti come una “membrana” che avvolge la sostanza stessa. Tale
forza superficiale di coesione tra le molecole prende il nome di
tensione superficiale.
Soluzioni di Tensioattivi
Chimicamente il tensioattivo è un composto
organico nella cui molecola distinguiamo due zone:
una idrofoba ed una idrofila.
La parte idrofoba è generalmente una catena
idrocarburica lunga da 10 a 20 atomi di carbonio e
mai solubile in acqua CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 n CH2 CH2 CH3
La parte idrofila può essere di vari tipi ma
sempre solubile in acqua.
Classificazione dei tensioattivi
I vari tipi di tensioattivi differiscono per la
“zona” idrofila. I tensioattivi si dividono in :

Tensioattivi anionici: la zona idrofila è formata da
un anione o gruppo negativo

Tensioattivi cationici: la zona idrofila è formata da
un catione o gruppo positivo

Tensioattivi non ionici: la zona idrofila è formata
da un gruppo senza carica

Tensioattivi anfoteri: la zona idrofila è formata da
un gruppo con doppia carica, positiva e negativa.
Tensioattivi anionici
L'estremità idrofila è formata da un gruppo carico
negativamente (anione). R1= catena
idrocarburica
O
R1
C
Gruppo carbossilato
O
R1
CH2 O
R1
CH2
SO
SO
<3>
<3>
Gruppo solfato
Gruppo solfonato
Terminologia (4)
La
durezza è una caratteristica dell'acqua ed è
dovuta alla presenza dei sali di calcio e
magnesio.
L' acqua poco dura ha pochi sali
di Ca e Mg,
viceversa per l'acqua dura.
La
durezza dell'acqua influenza l'efficacia dei
tensioattivi. Nel senso che questi lavorano
meglio se l'acqua possiede una bassa durezza.
Proprietà Dei Tensioattivi Anionici

Sono dei composti in grado di sciogliere lo
sporco in modo efficace.

Producono molta schiuma.

Gli anionici carbossilati o saponi per essere
efficaci richiedono acqua poco dura.

Quelli solfati o solfonici sono meno sensibili
alla durezza dell'acqua.
Tensioattivi Cationici
L'estremità idrofila è formata da un gruppo
carico positivamente (catione). R1, R2, R3 =
catene idrocarburiche uguali o diverse.
+
R1 CH2 NH3
+
R1 NH2 R2
+
Ammina primaria
Ammina secondaria
R1 NH R2 ; R1 NH
+
R2
Ammine terziarie
R3
R1 N
+
R2
Ammina quaternaria
Proprietà Dei Tensioattivi
Cationici

I tensioattivi cationici sono meno efficaci
degli altri tensioattivi.

I t. cationici hanno un'azione irritante, quindi
non vengono usati per produrre saponi

Possiedono una buona attività battericida.

Si usano per produrre soluzioni e saponi
disinfettanti.

Vengono utilizzati nei detersivi.
Tensioattivi non ionici
L'estremità idrofila è formata da un gruppo
senza carica elettrica. R1, R2, R3 = catene
idrocarburiche uguali o diverse.
Sono esteri o eteri di polietilenglicoli
R1
O
CH 2CH 2O
n
CH2 CH 2OH
O
R1
C
O
CH2CH 2O
n CH2 CH2 OH
Proprietà dei Tensioattivi non
Ionici

Sono tensioattivi abbastanza efficaci.

Producono poca schiuma

Sono utilizzati nelle macchine lavatrici

Sono poco influenzati dalla durezza
dell'acqua
Tensioattivi Anfoteri
L'estremità idrofila è formata sia da un gruppo
con carica positiva che da un gruppo con
carica negativa.. R1, R2, R3 = catene
idrocarburiche uguali o diverse.
Possiedono sia i gruppi tipici dei cationici sia
quelli degli anionici.
+
O
R1
C
R1 CH2 NH3
O
+
R1 NH2 R2
R1
CH2 O
SO
<3>
+
R1 NH R2 ; R1 NH
R1
CH2
SO
<3>
R3
+
R2
Proprietà dei Tensioattivi Anfoteri

Sono tensioattivi piuttosto costosi.

Presentano sia le proprietà dei cationici che
degli anionici.

Sono utilizzati in campo cosmetico e tessile.
I Saponi

I tensioattivi carbossilati si chiamano anche
saponi.

Sono gli unici tensioattivi naturali, gli altri
vengono prodotti usando derivati del petrolio.

I saponi vengono prodotti utilizzando come
materia prima sostanze grasse naturali.

Rispetto agli altri tensioattivi sono meno
aggressivi, ma molto sensibili alla durezza
dell'acqua
La reazione di saponificazione

I saponi sono sali degli acidi carbossilici a
lunga catena (da 10 a 20 atomi di C)

Si ottengono per idrolisi basica dei
trigliceridi.
O
NaOH
CH2O C R2
O
CH O C R1
O
CH2O C R3
CH2OH
O
KOH
+
3NaOH
CH OH
CH2OH
+ 3R C
O
[Na]
Meccanismo d'azione dei
tensioattivi

I tensioattivi attaccano lo sporco e lo
sciolgono mediante la loro catena
idrocarburica. L'acqua poi lo rimuove.
I Detergenti

I detergenti sono miscugli di tensioattivi con
altre sostanze che aiutano la detergenza.

Le miscele hanno un potere detergente
superiore a quello che si può avere dalla
somma delle singole sostanze detergenti.
Effetto sinergico potenziato.
Sostanze Complementari

Sono sostanze che migliorano l'attività dei
tensioattivi, i più usati sono:

Fosfati: si usano per addolcire l'acqua, ma sono
molto inquinanti quindi non devono superare
l'1%.

EDTA: etilendiamminotetraacetico serve per
eliminare dall'acqua i metalli, quindi l'addolcisce.

Silicati: proteggono dalla corrosione, hanno un
effetto tampone ( mantengono stabile il pH)
Coadiuvanti (2)

Enzimi proteolitici: sciolgono le sostanze
proteiche quindi smacchiano i tessuti, sono
ricavati dal bacillus substilis.

Perborati: migliorano il potere sbiancante perch?
NaBO2 * H2O2 * 3H2O
liberano ossigeno.

Candeggianti: liberano ossigeno attivo che
sbianca le fibre.

Idrotropi: sono sostanze che migliorano la
solubilità delle sostanze organiche nell'acqua.

Carbonati e solfati: sono delle sostanze che
migliorano di poco le proprietà detergenti sono
generalmente dei “riempitivi”
Candeggianti ottici


Sono sostanze che assorbono l'energia
ultravioletta e la rimettono sotto forma di
luce blu. Hanno un duplice effetto:

aumentano la luminosità

neutralizzano il colore giallo delle fibre.
Il colore giallo è dovuto all'ossidazione delle
fibre. Il blu del candeggiante insieme al giallo
forma il colore bianco.
Tossicologia

I detergenti sono sostanze a bassa tossicità

Poiché però vengono usati in grandi quantità
devono essere utilizzati con prudenza.

Sono responsabili di irritazioni cutanee,
allergie, dermatiti in genere.

I detergenti ottenuti da materie prime di
origine naturale sono più innocui.
Problemi ambientali

I Detergenti contengono molte sostanze che una
volta degradate si trasformano in sali minerali,
dando origine al fenomeno dell'eutrofizzazione.

L'eutrofizzazione è l'eccesso di alghe nell'acqua dei
fiumi provocato dall'aumento dei sali minerali.

Inoltre i detergenti contengono sostanze non
biodegradabili, cioè che non vengono distrutte dai
batteri e si accumulano nell'ambiente.

Bisogna ridurre il consumo dei detergenti il più
possibile, evitando gli sprechi ed utilizzando quelle
formulazioni con il più alto indice di
biodegradabilità.
Riepilogo

In questa unità didattica avete imparato cosa
sono i tensioattivi ed i detergenti.

Avete imparato a riconoscerli ed ad usarli.

Domande?

Opinioni personali sull'argomento e sulla
presentazione.