Вятский Государственный Гуманитарный Университет

Химический факультет

Кафедра экологии

Реферат на тему

Поверхностно – активные вещества

Выполнила: студентка 4 курса,

Бусыгина Ксения

Проверила: Адамович Т.А.

Киров, 2012

Содержание.

1. Введение…………………………………………………………………3

2. Физические и химические свойства ПАВ……………………………..4

3. Влияние ПАВ на человека и окружающую среду…………………….7

4. Применение……………………………………………………………..10

5. Заключение……………………………………………………………...12

6. Литература………………………………………………………………13

1. Введение.

В настоящее время широко распространено производство и применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, что обусловило поступление их со сточными водами во многие водоемы, в том числе источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Эти вещества являются одним из самых распространенных химических загрязнений водоемов. Неэффективность очистки воды от ПАВ на современных водопроводных очистных сооружениях является причиной появления их в питьевой воде водопроводов. Поверхностно-активные вещества могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека. Рассмотрим подробнее что представляют из себя поверностно-активные вещества.

2. Физические и химические свойства пав.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) — химические соединения, которые, концентрируясь на поверхности раздела фаз, вызывают снижение поверхностного натяжения.

ПАВ — органические соединения, имеющие амфифильное строение, то есть их молекулы имеют в своём составе полярную часть, гидрофильный компонент (функциональные группы -ОН, -СООН, -O- и т. п., или их соли -ОNa, -СООNa, -SOOONa и т. п.) и неполярную (углеводородную) часть, гидрофобный компонент. ПАВ бывают как природного так и антропогенного происхождения.

К ПАВ природного происхождения прежде всего относятся полярные липиды. Они широко распространены в живых организмах. В биологических системах поверхностно-активные вещества выполняют по сути те же функции, что и синтетические ПАВ в технических системах. К синтетическим можно отнести моющие средства, а также спирты, карбоновые кислоты, амины, которые поступают в ОС (чаще водные объекты) в значительных количествах с хозяйственно-бытовыми (использование синтетических моющих средств в быту) и промышленными сточными водами (текстильная, нефтяная, химическая промышленность, производство синтетических каучуков), а также со стоком с сельскохозяйственных угодий (входят в состав инсектицидов, фунгицидов, гербицидов и дефолиантов в качестве эмульгаторов).

Все синтетические ПАВ делят на 4 класса: анионоактивные, неионогенные, катионоактивные и амфолитные.

• Анионоактивные вещества - наиболее распространенные из ПАВ, являются основной составной частью синтетических моющих средств. К ним относятся, главным образом, алкилсульфаты, сульфонолы, алкилсульфонаты, динатриевая соль моноалкилсульфоянтарной кислоты (ДНС).

и

Где R = С12 – С18

• Неионогенные вещества - по объему производства составляют примерно 10% от всех остальных ПАВ. В меньшей мере, чем анионоактивные ПАВ, используются в моющих средствах, больше - для промышленных целей. К ним относятся синтанолы, синтамид, проксанолы, проксамины и др.

Неионогенные ПАВ разнообразны по своей химической структуре. Они представляют собой продукты присоединения окиси этилена к веществам, содержащим активный водород, например, к алкилфенолам, жирным спиртам, меркаптанам. Практически любое соединение, молекула которого наряду с гидрофобным радикалом содержит карбоксильную, гидроксильную, амидную или амино- группу с подвижным атомом водорода, может реагировать с окисью этилена, образуя неионогенное ПАВ.

Их растворимость обусловлена наличием в молекулах гидрофильных эфирных и гидроксильных групп, чаще всего полиэтиленгликолевой цепи. При растворении образуются гидраты вследствие образования водородной связи между кислородными атомами полиэтиленгликолевого остатка и молекулами воды. Вследствие разрыва водородной связи при повышении температуры растворимость неионогенных ПАВ уменьшается.

Характерная особенность неионогенных ПАВ – жидкое состояние и малое пенообразование в водных растворах.

Неионогенные ПАВ разделяют на группы, различающиеся строением гидрофобной части молекулы, в зависимости от того, какие вещества послужили основой получения полигликолевых эфиров. На основе спиртов получают оксиэтилированные спирты RO(C2H4O) nH; на основе карбоновых кислот – оксиэтилированные жирные кислоты RCOO(C2H4O) nH; на основе алкилфенолов и алкилнафтолов – оксиэтилированные алкилфенолы RC6H4O(C2H4O) nH; на основе аминов, амидов, имидазолинов-оксиэтилированные алкиламины RN[(C2H4O) nH]2; на основе сульфамидов и меркаптанов – ПАВ типа RSO2NC(C2H4O) nH]2 и RS(C2H4O) nH.

Неионогенные ПАВ мало чувствительны к солям, обусловливающим жесткость воды. Смачивающая способность неионогенных ПАВ зависит от структуры; оптимальной смачивающей способностью обладает ПАВ разветвленного строения:

• Катионоактивные вещества - составляют незначительную часть всех производимых ПАВ (доли процента). В моющих средствах используются как дезинфицирующие агенты.

Четвертичная аммонийная соль, где R, R', R" – углеводородные радикалы, R"' – ароматический углеводород, Х – галоген или кислотная группа.

• Амфолитные вещества - только начинают вырабатываться, практического значения в загрязнении водоемов пока не имеют.

При попадании в водную среду и почву молекулы ПАВ подвергаются деструкции в результате биохимических и физико-химических процессов, и «потребляются» (разрушаются) микроорганизмами, присутствующими в воде, почве и активном иле.

По стадийности деструкции и потребления молекул ПАВ в процессе их биоразложения различают:

- первичную биоразлагаемость - разрушение структуры молекулы с «отщеплением» гидрофильных групп, и, обусловленную этим потерю поверхностно-активных свойств молекул ПАВ, что проявляется, в первую очередь, исчезновением пенообразования;

- полную биоразлагаемость - дальнейшее усвоение осколков молекул ПАВ микробными сообществами вплоть до разложение на СО2 и Н2О.

Процессы деструкции многих ПАВ в природе происходят очень медленно, так как у микробного населения водных объектов отсутствует адаптация к этим веществам. Тем не менее, они подвержены процессам биохимического окисления, скорость которых зависит от структуры их молекул, температуры воды (чем выше температура, тем интенсивнее идет окисление), рН, содержания взвешенных веществ и т.д. К числу наиболее легко окисляющихся ПАВ относятся первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения, а наиболее трудно разрушаются алкилбензолсульфонаты, приготовленные на основе тетрамеров пропилена. Единственной группой организмов, вносящей реальный вклад в разрушение ПАВ в окружающей среде, являются бактерии.