Chất hoạt động bề mặt, hoặc chất hoạt động bề mặt, là phần thiết yếu nhất của chất tẩy rửa. Các phân tử của chúng có một đầu bị hút vào nước (ưa nước) và đầu kia bị hút bởi dầu và bụi bẩn (kỵ nước). ái lực kép này cho phép các chất hoạt động bề mặt bao quanh và loại bỏ bụi bẩn dầu bằng cách tạo thành micelle, đình chỉ các hạt để chúng có thể được rửa sạch. Chất hoạt động bề mặt có thể là xà phòng tự nhiên được làm từ chất béo và dung dịch kiềm hoặc chất tẩy rửa tổng hợp thường được sử dụng trong các sản phẩm gia dụng.
Kiềm
Kiềm là hóa chất có độ pH cao (trên 7) được sử dụng để loại bỏ dầu mỡ thông qua quá trình xà phòng hóa – một phản ứng hóa học trong đó kiềm phản ứng với axit béo để tạo thành các phân tử xà phòng. Các kiềm phổ biến bao gồm natri hydroxit (xút), kali hydroxit (kali ăn da), amoniac và natri cacbonat. Kiềm phổ biến trong chất tẩy rửa hạng nặng, chất tẩy rửa lò nướng và chất tẩy dầu mỡ công nghiệp.
Axit
Axit có hiệu quả để loại bỏ cặn khoáng như cặn vôi và rỉ sét. Các axit hữu cơ yếu như axit xitric, axit axetic, axit lactic và axit oxalic hòa tan khoáng chất tích tụ và hoạt động như chất khử trùng hoặc chất tẩy vết bẩn. Chất tẩy rửa gốc axit phổ biến trong chất tẩy rửa phòng tắm, chất tẩy cặn và chất tẩy rỉ sét.
Chất oxy hóa và dung môi
Các chất oxy hóa như hợp chất tẩy trắng khử trùng bề mặt và loại bỏ vết bẩn. Dung môi, bao gồm dung môi hữu cơ và glycol hòa tan trong nước, hòa tan các chất dầu mỡ để nâng cao hiệu quả làm sạch. Các thành phần này tăng cường khả năng làm sạch tổng thể, đặc biệt là trong các chất tẩy rửa đa năng và đặc biệt.
Tóm tắt
Các chất tẩy rửa thường kết hợp các nguyên tố hóa học này để nhắm mục tiêu vào các loại đất khác nhau:
-
Chất hoạt động bề mặt để nhũ hóa và loại bỏ bụi bẩn
-
Kiềm để phân hủy dầu mỡ
-
Axit để loại bỏ cặn khoáng
-
Chất oxy hóa để khử trùng và loại bỏ vết bẩn
-
Dung môi để hòa tan dầu và cải thiện hoạt động làm sạch
Sự pha trộn hóa học này cho phép các sản phẩm tẩy rửa hoạt động hiệu quả trên các bề mặt và chất gây ô nhiễm khác nhau.
SUBOOR BAIG
🧪 Hóa học của Chất tẩy rửa
Chất tẩy rửa loại bỏ bụi bẩn, vết bẩn, dầu mỡ và vi khuẩn. Hoạt động của chúng phụ thuộc vào độ hòa tan, nhũ hóa, hấp phụ và các phản ứng như trung hòa axit-bazơ, oxy hóa khử, thủy phân.
—
1. Các loại Chất tẩy rửa
Xà phòng (Truyền thống):
Được tạo ra bằng phương pháp xà phòng hóa: chất béo/dầu + NaOH/KOH → xà phòng + glycerol.
Xà phòng = muối của các axit béo mạch dài. Ưa nước: đuôi kỵ nước liên kết với dầu mỡ, đầu ưa nước liên kết với nước. Tạo thành các micelle giữ dầu mỡ và rửa trôi.
Chất tẩy rửa tổng hợp:
Sulfonat, sulfat, amoni bậc bốn. Hiệu quả trong nước cứng (không có cặn). Ví dụ: SDS, Linear alkylbenzen sulfonat.
Chất tẩy rửa có tính axit:
Chứa HCl, axit citric, axit photphoric. Loại bỏ cặn/gỉ bằng cách hòa tan cacbonat/oxit.
Ví dụ: HCl + CaCO₃ → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
Chất tẩy rửa có tính kiềm:
NaOH, natri cacbonat, amoniac. Hòa tan chất béo bằng cách xà phòng hóa và trung hòa axit.
Ví dụ: NaOH + chất béo → xà phòng + glycerol.
Chất oxy hóa (Thuốc tẩy trắng):
NaOCl, H₂O₂, O₃ oxy hóa các phân tử màu/nhuộm và tiêu diệt vi khuẩn.
Chất tẩy rửa enzyme:
Protease loại bỏ protein, lipase loại bỏ chất béo, amylase loại bỏ tinh bột. Phá vỡ các phân tử sinh học lớn thành các mảnh hòa tan.
Chất tẩy rửa gốc dung môi:
Dung môi không phân cực (dầu hỏa, nhựa thông, cồn, axeton) hòa tan dầu mỡ, mực in, sơn.
—
2. Nguyên tắc hóa học chính
Sức căng bề mặt và chất hoạt động bề mặt: Nước có sức căng cao, khả năng thấm ướt kém. Chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt, cho phép nước lan tỏa và nâng chất bẩn.
Nhũ tương hóa: Chất hoạt động bề mặt tạo thành các micelle để phân tán dầu mỡ trong nước.
Trung hòa: Axit trung hòa đất kiềm; bazơ trung hòa đất chua.
Phản ứng oxy hóa khử: Chất oxy hóa (thuốc tẩy, peroxide) phá hủy các hợp chất màu/mùi.
Phản ứng tạo phức: Các tác nhân như EDTA, phosphate liên kết với Ca²⁺/Mg²⁺, ngăn ngừa cặn bẩn và tăng cường làm sạch.
—
3. Ví dụ trong cuộc sống hàng ngày
Chất tẩy rửa giặt ủi: Chất hoạt động bề mặt + enzyme + chất tạo bọt (phosphate, zeolit) + thuốc tẩy.
Chất tẩy rửa nhà vệ sinh: HCl loại bỏ cặn vôi.
Nước lau kính: Amoniac + cồn cho bề mặt sáng bóng không tì vết.
Nước rửa tay: Cồn (ethanol/isopropanol) làm biến tính protein.
Chất tẩy nhờn: Chất hoạt động bề mặt kiềm + dung môi sẽ tấn công dầu mỡ.
—
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc làm sạch
pH: Môi trường axit so với môi trường kiềm.
Nhiệt độ: Nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ phản ứng và làm mềm dầu mỡ.
Độ cứng của nước: Ca²⁺/Mg²⁺ cản trở xà phòng.
Thời gian tiếp xúc: Lâu hơn → hiệu quả tốt hơn.
Tác động cơ học: Chà xát/khuấy giúp loại bỏ vết bẩn hiệu quả hơn.
—
✅ Tóm tắt: Việc làm sạch phụ thuộc vào tác động của chất hoạt động bề mặt, trung hòa, oxy hóa và tạo phức. Mỗi loại vết bẩn (dầu, khoáng chất, protein, sắc tố) cần một loại hóa chất tẩy rửa phù hợp.

(St.)