Sabunlar: Quruluşu və alınması

Sabunlar ali karbon turşularının (palmitin, stearin, olein turşuları) qələvi metallarla (əsasən natrium və kalium) əmələ gətirdiyi duzlardır. Bərk sabunlar natrium duzları ( $\mathrm{RCOONa}$ ), maye sabunlar isə kalium duzları ( $\mathrm{RCOOK}$ )dır. Sabunlar, əsasən, yağların (mürəkkəb efirlər) qələvi ilə hidrolizi (sabunlaşması) nəticəsində alınır. Bu prosesdə yağlar qliserinə və sabuna parçalanır:

$\mathrm{(RCOO)_3C_3H_5 + 3NaOH \to 3RCOONa + C_3H_5(OH)_3}$

Sabun molekulu iki hissədən ibarətdir: uzun karbohidrogen zənciri (hidrofob, suyu sevməyən) və karboksil qrupunun duzu ( $\mathrm{-COONa}$ ) (hidrofil, suyu sevən).

Sabunların təmizləyici təsiri

Sabunların təmizləyici təsiri onların səthi-aktiv xassələrinə əsaslanır. Sabun molekulunun hidrofob hissəsi (qeyri-polyar) yağ və kir hissəciklərinə tərəf yönəlir, hidrofil hissəsi (polyar) isə suya tərəf. Nəticədə sabun molekulları yağ damcılarını əhatə edərək mikellalar əmələ gətirir. Mikellaların xarici səthi hidrofil olduğundan, onlar suda asanlıqla həll olur və çirki səthdən ayıraraq su ilə yuyulub aparılmasını təmin edir. Sabun məhlulları qələvi reaksiyaya malikdir ( $\mathrm{pH>7}$ ), çünki ali karbon turşuları zəif, qələvilər isə qüvvətli elektrolitlərdir.

Sintetik yuyucu maddələr (SYM)

Sabunların əsas çatışmazlığı sərt suda (tərkibində $\mathrm{Ca^{2+}}$ və $\mathrm{Mg^{2+}}$ ionları olan su) çöküntü əmələ gətirməsidir: $\mathrm{2RCOONa + CaSO_4 \to (RCOO)_2Ca\downarrow + Na_2SO_4}$ . Bu çöküntülər parça üzərində ləkələr yaradır və sabunun təmizləyici təsirini azaldır. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün sintetik yuyucu maddələr (SYM) yaradılmışdır. SYM-lər ali spirtlərin sulfat efirlərinin duzları ( $\mathrm{ROSO_3Na}$ ) və ya alkilbenzolsulfon turşularının duzları ( $\mathrm{R{-}C_6H_4{-}SO_3Na}$ ) kimi müxtəlif quruluşlara malik ola bilər. Onlar sərt suda çöküntü əmələ gətirmir, çünki onların kalsium və maqnezium duzları suda həll olur.

Tətbiqi və ekoloji problemlər

Sabunlar və SYM-lər məişətdə (paltaryuyan tozlar, şampunlar, yuyucu gellər) və sənayedə (tekstil, kağız, metallurgiya) geniş istifadə olunur. SYM-lər sabunlara nisbətən daha geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Lakin bəzi sintetik yuyucu maddələr, xüsusilə şaxələnmiş karbohidrogen zəncirinə malik olanlar, təbiətdə bioloji parçalanmaya çətin uğrayır və su hövzələrinin çirklənməsinə səbəb olur. Müasir SYM-lər adətən düz zəncirli karbohidrogenlərə əsaslanır ki, bu da onların bioloji parçalanmasını asanlaşdırır. Həm sabunlar, həm də SYM-lər dezinfeksiyaedici və antibakterial xassələrə malik ola bilər.

Yadda saxla

Sabunlar ali karbon turşularının qələvi metal duzlarıdır ( $\mathrm{RCOONa}$ ).
Sabunlar yağların qələvi ilə hidrolizi (sabunlaşması) yolu ilə alınır.
Sabun molekulu hidrofob (karbohidrogen zənciri) və hidrofil ( $\mathrm{-COONa}$ ) hissələrdən ibarətdir.
Təmizləyici təsir mikella əmələ gəlməsinə əsaslanır.
Sabunlar sərt suda $\mathrm{Ca^{2+}}$ və $\mathrm{Mg^{2+}}$ ionları ilə çöküntü əmələ gətirir.
SYM-lər sərt suda həll olan duzlar əmələ gətirir, buna görə də daha effektivdir.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
Palmitin turşusunun natrium duzunun (natrium palmitat) formulunu yazın, onun hidrolizinin tam və qısa ion tənliklərini göstərin və məhlulun mühitini müəyyən edin.
Həlli
Palmitin turşusu $\mathrm{C_{15}H_{31}COOH}$ formuluna malikdir. Onun natrium duzu natrium palmitatdır: $\mathrm{C_{15}H_{31}COONa}$ .

Natrium palmitat zəif turşu və qüvvətli əsasın duzu olduğundan, su mühitində hidrolizə uğrayır və mühit qələvi olur:

$\mathrm{C_{15}H_{31}COONa \to C_{15}H_{31}COO^- + Na^+}$

$\mathrm{C_{15}H_{31}COO^- + H_2O \rightleftharpoons C_{15}H_{31}COOH + OH^-}$

Tam ion tənliyi:

$\mathrm{C_{15}H_{31}COO^- + Na^+ + H_2O \rightleftharpoons C_{15}H_{31}COOH + Na^+ + OH^-}$

Qısa ion tənliyi:

$\mathrm{C_{15}H_{31}COO^- + H_2O \rightleftharpoons C_{15}H_{31}COOH + OH^-}$

Cavab: $\mathrm{C_{15}H_{31}COONa}$ ; $\mathrm{C_{15}H_{31}COO^- + H_2O \rightleftharpoons C_{15}H_{31}COOH + OH^-}$ .
Misal 2
890 q tristearin ( $\mathrm{(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5}$ ) sabunlaşdırdıqda neçə q natrium stearat alınar? (Molar kütlələr: tristearin 890 q/mol, natrium stearat 306 q/mol).
Həlli
Tristearinin sabunlaşma reaksiyası:

$\mathrm{(C_{17}H_{35}COO)_3C_3H_5 + 3NaOH \to 3C_{17}H_{35}COONa + C_3H_5(OH)_3}$

Reaksiya tənliyinə görə, 1 mol tristearindən 3 mol natrium stearat alınır.

Verilən tristearinin mol miqdarı: $\nu(\mathrm{tristearin}) = \frac{890 \text{ q}}{890 \text{ q/mol}} = 1 \text{ mol}$ .

Alınan natrium stearatın mol miqdarı: $\nu(\mathrm{natrium\ stearat}) = 3 \cdot \nu(\mathrm{tristearin}) = 3 \cdot 1 \text{ mol} = 3 \text{ mol}$ .

Alınan natrium stearatın kütləsi: $m(\mathrm{natrium\ stearat}) = 3 \text{ mol} \cdot 306 \text{ q/mol} = 918 \text{ q}$ .

Cavab: 918 q natrium stearat.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

Sabunların sərt suda təmizləyici təsirinin azalmasına səbəb olan əsas amil hansıdır?
1. Yüksək temperatur
2. Suyun turşuluğu
3. $\mathrm{Ca^{2+}}$ və $\mathrm{Mg^{2+}}$ ionları ilə çöküntü əmələ gətirməsi
4. Sabun molekulunun həddən artıq böyük olması
5. Oksigenin miqdarının az olması
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C $\mathrm{Ca^{2+}}$ və $\mathrm{Mg^{2+}}$ ionları ilə çöküntü əmələ gətirməsi
Sabunlar sərt suda olan kalsium və maqnezium ionları ilə suda həll olmayan duzlar (çöküntülər) əmələ gətirir. Bu çöküntülər sabunun təmizləyici hissəsini istifadəsiz edir və effektivliyini azaldır.
Aşağıdakılardan hansı sintetik yuyucu maddələrə aid deyil?
1. Alkilbenzolsulfonat
2. Natrium laurilsulfat
3. Natrium stearat
4. Natrium dodesilbenzolsulfonat
5. Natrium alkilsulfat
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C Natrium stearat
Natrium stearat ali karbon turşusunun duzu olub sabunlara aiddir. Digərləri isə sulfat və ya sulfon turşularının duzları kimi sintetik yuyucu maddələrdir.
Sabunlaşma reaksiyası nəticəsində hansı maddələr alınır?
1. Karbon turşusu və su
2. Spirt və efir
3. Sabun və qliserin
4. Aldehid və keton
5. Amin və amid
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C Sabun və qliserin
Sabunlaşma reaksiyası yağların (mürəkkəb efirlərin) qələvi ilə hidrolizi nəticəsində sabun (ali karbon turşusunun duzu) və qliserin (üçatomlu spirt) əmələ gətirir.

Tipik səhvlər

Sabunlar ilə sintetik yuyucu maddələr arasındakı fərqi, xüsusilə sərt suya münasibətdə qarışdırmaq.
Sabunların təmizləyici təsirinin yalnız mexaniki sürtünmə ilə bağlı olduğunu düşünmək, mikella əmələ gəlməsi mexanizmini başa düşməmək.
Sabunların yalnız bərk halda olduğunu düşünmək, maye sabunların da mövcudluğunu unudmaq.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et