190 likes | 499 Views
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilište u Zagrebu. Kolegij: TENZIDI Predmetni nastavnik: Prof. dr. sc. Sanja Papić spapic@fkit.hr Asistent: Dr. sc. Ivana Grčić igrcic@fkit.hr i. Cilj kolegija:
E N D
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilište u Zagrebu Kolegij: TENZIDI Predmetni nastavnik: Prof. dr. sc. Sanja Papić spapic@fkit.hr Asistent: Dr. sc. Ivana Grčić igrcic@fkit.hr i
Cilj kolegija: Stjecanje znanja o tenzidima (površinski aktivnim tvarima ili micelarnim koloidima): o specifičnostima kemijske građe i svojstvima, površinskim pojavama bitnim za primjenu tenzida kao močila, stabilizatora emulzija i pjena, te u detergentima. Upoznavanje s kemijskim karakteristikama, postupcima proizvodnje i područjima primjene različitih skupina tenzida.
Nastavne jedinice: • Svojstva tenzida • - Definicije osnovnih pojmova (površinska napetost, tenzidi, miceli, kritična micelarna koncentracija, solubilizacija) • -povezanost specifične građe molekula tenzida s njihovim svojstvima • -opće kemijske karakteristike, svojstva i primjena pojedinih skupina tenzida (anionskih, kationskih, neionskih i amfolitskih)
2. Površinske pojave važne za primjenu tenzida - pojave na površini i na granici faza T/T, T/P, T/Č - emulzije, pjene , detergenti 3. Procesi proizvodnje tenzida -procesi proizvodnje odabranih anionskih, kationskih, neionskih i amfolitskih tenzida
4. Detergenti • klasifikacija komponenata detergenata • uloga pojedinih spojeva u formulaciji detergenata • primjeri formulacija detergenata za određene namjene
Literatura: • R.J. Farn, Chemistry and technology of surfactants, Blackwell publishing, Oxford, 2006. • K.Holmberg, Novel surfactants-preparation, applications and biodegradability, Surfactant science serie, vol. 114, Marcel Dekker, New York, 2003. • A.Davidsohn, B.M. Milwidsky, Synthetic detergents, John Wiley&Sons, New York, 1978. • Lj. Đaković, Koloidna kemija, Tehnološki fakultet, Novi Sad, 1985.
Način polaganja ispita: • Kolokviji / parcijalni ispiti • Ispitni kriterij: • 31 – 37 = dovoljan (2) • 38 – 45 = dobar (3) • 46 – 53 = vrlo dobar (4) • 54 – 60 = odličan (5)
Tenzidi (engl. surfactants) • najstariji tenzid je SAPUN, poznat više od 2000 god. • moderna industrija tenzida bitno se razvija od 2. sv. rata koristeći razvoj petrokemijske industrije zbog izvora sirovina • - velika je važnost tenzida u modernom svakodnevnom životu;široko je područje njihove primjene
Osnovna klasifikacija tenzida je prema ionskom tipu što je povezano s kemijskom strukturom: • ANIONSKI TENZIDI • NEIONSKI • KATIONSKI • AMFOTERNI
-pri odabiru tenzida za određenu namjenu potrebno je pored primjenskih svojstava razmotriti i relevantnu legislativu koja ograničava korištenje nekih produkata -pri tome je važna biodegradacija ili mineralizacija tenzida • European Detergents Regulation • Dangerous Substances and Preparations Directives • Biocidal Products Directive • REACH (Registration, Evaluation and Authorization of Chemicals)
Tenzidi ili površinski aktivne tvari su organski spojevi koji u molekuli sadrže barem jednu liofilnu i jednu liofobnu grupu. Općenito Liofilna grupa (“solvent- loving” group) Liofobna grupa (“solvent- fearing” group) Ako je otapalo voda Hidrofilna grupa Hidrofobna grupa Pojednostavljeno Polarna (ili ionska) grupa Nepolarna grupa
LIOFILNOST LIOFOBNOST Dva fenomena rezultiraju iz ovih suprotnih sila unutar iste molekule: ADSORPCIJA AGREGACIJA
Npr. u vodenom mediju; granice faza ZRAK/VODA i ČVRSTO/VODA; Kako se orijentiraju molekule tenzida? Molekule tenzida će migrirati na na granice faza i tako se orjentirati da smanje kontakt hidrofobnih grupa i vode proces se naziva ADSORPCIJA rezultira u promjenama površinskih svojstava Alternativni put smanjenju kontakta hidrofobnih grupa i vode je da se molekule tenzida nakupljaju u masi otopine sa hidrofilnim grupama orjentiranim prema vodenoj fazi proces se naziva AGREGACIJA (ili MICELIZACIJA) rezultira promjenama u masi otopine
MICELI su nakupine ili agregati molekula tenzida MICELI se počinju stvarati kod KRITIČNE MICELARNE KONCENTRACIJE(KMK) -u vodenom mediju miceli rezultiraju u hidrofobne domene unutar otopine čime tenzidi mogu SOLUBILIZIRATI ili EMULGIRATI određenu tvar u otopini TENZIDI MOGU MIJENJATI SVOJSTVA U OTOPINI (“in the bulk solution”) I NA GRANICI FAZA (“interfaces”)
Površinski aktivna svojstva koja pokazuju tenzidi jesu: -močenje -pjenjenje/odpjenjivanje -emulgiranje/deemulgiranje -disperzija/agregacija krutina -topivost i solubilizacija (hidrotropna svojstva) -adsorpcija -micelizacija -detergentnost(=kompleksna kombinacija nekoliko predhodnih svojstava) -sinergističko međudjelovanje s drugim tenzidima
Ovisno o kemijskom sastavu određenog tenzida neki mogu imati važna dodatna svojstva što uključuje: -inhibiciju korozije -Substantivnost prema vlaknima i površinama -biocidna svojstva -lubrikativna svojstva -stabilnost u jako kiselom ili alkalnom mediju -modifikaciju viskoznosti
Svjetska proizvodnja tenzida 11 miliona tona godišnje