Saponi e detergenti: i tensioattivi - Dipartimento di Chimica

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Il pregio di un sapone sta nella sua capacità di emulsionare lo sporco "unto", inmodo che lo si può sciacquare con acqua. Le proprietà emulsive sono dovute alfatto che la parte idrocarburica dellemolecole di sapone si scioglie in sostanzeapolari, quali una gocciolina d'olio, mentrele teste ioniche sono attratte dall'acqua, esi respingono tra di loro obbligando l'olioa rimanere sospeso in forma dimicrogocce di olio e di sapone.2Una micella di sapone che solvata una gocciolina di olioIl principale svantaggio dei saponi è il fatto che essi formano sali insolubili conmetalli alcalino-terrosi (quali Ca 2+ e Mg 2+ ) e metalli pesanti (Fe 3+ , ecc.)presenti nelle acque dure a seguito della reazione2 RCOO - + Ca 2+ → (RCOO) 2 Ca↓.Questi sali formano dei grumi, che rendono visibile il precipitato come unanello untuoso intorno alla vasca. Un vantaggio importantissimo del sapone èche si tratta di una sostanza biodegradabile: i microrganismi possonoconsumare le molecole lineari del sapone trasformandole in anidride carbonicae acqua. Il sapone viene quindi eliminato dall'ambiente.Dopo la seconda guerra mondiale, sono stati sviluppati i detergenti, compostisintetici aventi una catena idrocarburica e un gruppo ionico del tipo solfato osolfonato. I primi detergenti sintetici a basso prezzo sono stati messi incommercio intorno al 1950. Si tratta di alchilbenzensolfonati (ABS) chepossono essere preparati da derivati poco costosi del petrolio. L'uso deidetergenti è rapidamente cresciuto poiché possono essere usati efficacementein qualsiasi tipo di acqua (non danno precipitati con le acque dure) e costanopoco. Hanno rapidamente soppiantato il sapone diventando gli agenti pulenti
più diffusi. Un problema dei detergenti del tipo suddetto è che essiattraversano gli impianti di trattamento delle acque di scarico senza esseredegradati dai microrganismi presenti. La degradazione è invece necessaria peril trattamento delle acque sottoposte a depurazione. In caso contrario i fiumi ei corsi d'acqua di molte località risulterebbero inquinati di schiuma didetergente e alla fine i detergenti troverebbero il modo di arrivare nelle acquepotabili di numerosi centri abitati. Il motivo della persistenza di questi compostiè rappresentato dal fatto che gli enzimi batterici, in grado di degradare i saponia catena lineare e il laurilsolfato di sodio, non sono in grado di distruggere idetergenti ad alto grado di ramificazione come gli ABS.Non fu difficile scoprire che gli enzimi batterici erano in grado di degradaresoltanto una catena di atomi di carbonio contenente al massimo unaramificazione e numerosi enti pubblici e stati bandirono il commercio deidetergenti non biodegradabili. Questi furono sostituiti nel 1966 da nuovidetergenti caratterizzati da biodegradabilità che presero il nome dialchilsolfonati lineari (LAS).Saponi e detergenti appartengono ad una classe di composti chiamatisurfattanti o tensioattivi (agenti attivi in superficie), composti capaci didiminuire la tensione superficiale dell'acqua. Le loro molecole contengono unaparte idrofoba (una o più catene idrocarburiche) ed una parte idrofila (spesso,ma non necessariamente, ionica). Per essere efficace la parte idrocarburica diuna molecola tensioattiva deve contenere almeno 12 atomi di carbonio.I tensioattivi si possono classificare come anionici, cationici, anfionici o neutri,a seconda della natura del gruppo idrofilo.Tensioattivi anionici - i principali rappresentanti di questa classe sono i saponi,cioè sali di tipo alcalino o d'ammonio o di etanolammine (HOCH 2 CH 2 NH 2 )d'acidi carbossilici. Si fa notare che i "classici" alchilcarbossilati di acidi grassirappresentano i cosiddetti , mentre altri carbossilaticontenenti svariati gruppi funzionali (es. -O-, -NH-, -(C=O)-NRR', ecc.)costituiscono i . Come già stato detto, negli ultimidecenni notevole importanza hanno assunto anche le catene lipofile unite aigruppi solfato (-OSO 3 - ) e solfonico (-SO 3 - ).3
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