冈瑟首先制得磺酸盐?

2025-04-27 21:37:07
推荐回答(1个)
回答1:

肥皂被洗衣粉逐渐取代

在埃及首都开罗市西南部黄澄澄的沙漠中矗立着一座座方锥形的金字塔陵墓,其中规模最大的一座是古埃及第四王朝法老(Pharaoh的音译,古埃及国王的称呼)胡夫(Khufu,约公元前2589-2566)的金字塔。据说有一次胡夫指令厨师备宴招待宾客,一位厨师不慎将一盒牛油打翻在木炭灰里。他连忙把混有牛油的炭灰捧出扔掉。当他返回用水洗手时,意外地发现手洗得特别干净。法老胡夫得知后马上吩咐仿制,于是人类最早的肥皂就这样问世了。这是古埃及关于肥皂的传说。

这个传说可能来源于1世纪古罗马作家及历史学家老普林尼(Pliny the Elder,23-79)的著作《自然史》中的叙说。爱好沐浴的罗马人把草木灰放入水中煮沸,然后把动物油脂加入草木灰水中,再不断添加草木炭搅拌,直至呈稠糊状,用来擦洗身上的污垢。

到1180年,英国英格兰西南部港口城市布里斯托尔(Bristol)已成为当时欧洲肥皂贸易中心。根据英国历史学家斯托(John Stow,1525-1605)的记述,英国女皇伊丽莎白一世(ElizabethⅠ,1533-1603)统治时期有三种肥皂,第一种是用鲸鱼油制的粗肥皂,第二种是用西班牙西南部城市塞维尔(Seville)出产的橄榄油制造的甜肥皂,第三种是牛油制的带斑点的或灰色的肥皂F.Sherwood Taylor.A history of industrial chemistry.London:Heinemann,1957。。这些肥皂都是用草木灰制的。

草木灰中含有碳酸钾,它与动植物脂肪进行化学反应后生成的肥皂是钾皂,是一种粘滑的半固体或液体,常是黄绿色。直到路布兰制碱法出现后,特别是在食盐水电解制取氢氧化钠成功后,才大量出现现今使用的固体的洗涤皂——钠皂。钾皂是用作汽车和飞机的清洗剂。

1813-1823年间,法国长寿化学家谢弗勒尔(Michel Euqéne Chevreul,1786-1889)发表研究动植物脂肪中的主要化学成分硬脂酸甘油酯和软脂酸甘油酯与烧碱进行皂化反应的成果,指出皂化反应生成硬脂酸钠或软脂酸钠和甘油;指明肥皂是一种脂酸盐,在浓食盐溶液中不溶解,而甘油在食盐溶液中的溶解度很大,因而可以利用加入食盐的方法,把肥皂和甘油分开。于是生产肥皂成为一项化学工业。在生产实践中将动物油脂与烧碱在大锅中熬煮一段时间后倒进食盐细粉,大锅中便浮出一层粘稠的膏状物,将它刮到模具中,冷却后即成一块块肥皂。

1870年前后,英国在肥皂制造中首先添加硅酸钠作为填充剂,后来又添加各种香料。随着肥皂需求的增加,更多地将动物油脂改用植物油。

我国古代劳动人民很早就用天然产物洗涤衣物,最早使用的是草木灰的淋液和天然碱的溶液。除此以外还发现不少植物的根、叶、果实可用来洗涤。皂荚是常用的一种,是一种乔木皂树的果实,其中含有皂素,是一种中性的高分子化合物,在硬水和软水中都能形成持久的泡沫,使丝毛织物洗后具有很好的光泽和手感,但皂素有毒。

公元5世纪我国农业科学家贾思勰编著的《齐民要术》中讲到,猪胰子可以去垢。这是因为动物的胰腺有多种消化酶,可以分解脂肪、蛋白质以及淀粉,有去垢作用。到清朝末年,市场上出现“桂花胰子”、“玫瑰胰子”等洗涤用品。这是将猪胰、砂糖、天然碱、猪油脂和香料等混合研磨,搅拌压制成球形或块状,是我国创造的“肥皂”。当欧美肥皂传入我国后,就有“洋胰子”的名称。“洋胰子”在我国出现于19世纪下半叶。19世纪60年代初,英、德商人先后来我国建厂生产肥皂。中国人自己经营的第一个肥皂企业是清朝光绪29年(1903年)申请登记的宋恒春创办的天津中华造胰公司。

肥皂是一种洗涤剂,是一种表面活性剂,是一种能够降低液体表面张力的物质。液体表面张力是液表面分子受内部分子吸引而使液体趋向收缩的一种力。空气中的小液滴、树叶和小草上的露珠都呈球形就是表面张力的缘故。在一小瓶水中滴进几滴油,即使盖上盖子用力振荡后,油还是小油珠,这也是表面张力的缘故。可是往含小油珠的水中加入少量肥皂水,情况就不同了,振荡后油和水不再分开了,而是形成牛乳一样的乳状液。

肥皂的主要化学成分是硬脂酸钠(C17H35COONa)。它在水中离解:

肥皂作为一种洗涤用品,为人类服务了上千年,功不可没。可是随着人类文明的进展和社会的需求,它面临的挑战越来越强烈。

首先在生产肥皂中需要油脂,每生产一块肥皂大约要100克油脂。随着全世界人口的不断增长,食用油脂供应日益紧张。生产肥皂的另一原料烧碱同样随着工业的发展,供需矛盾也日益突出。

其次用硬水洗衣服,肥皂会与硬水中含有的钙离子、镁离子结合,生成不溶于水的沉淀物,不但浪费肥皂,而且这些沉淀物会牢牢吸附在织物纤维的空间中,使衣服变黄、变硬。

于是化学家们寻找肥皂的代用品,有人找到了土耳其红油。这种油是1834年由德国化学家龙格(Friedlieb Ferdinand Runge,1795-1867)将橄榄油经硫酸磺化制成的,由于英国一家印染厂主克鲁姆(Walter Crum,1796-1867)用廉价的蓖麻子油代替橄榄油用作染土耳其红色染料的助剂而得名。它的分子中也含有亲油基和亲水基,具有润湿、乳化、分散等作用,除用于染色外,也用于制革、造纸,但用于洗涤效果并不明显。

第一次世界大战期间,德国油脂短缺,1916年化学家冈瑟(Fritz Gunther)制得丙烷基萘磺酸和丁烷基萘磺酸钠,分别以Nekal A和NekalBX作为洗涤剂商品投入市场,首先提出了烷基芳基磺酸盐型洗涤剂Clifton E.Meloan.Detergents-soaps and syndets.Chemistry,1976,49(7)。。这些洗涤剂属于短链烷基芳基磺酸盐型。

到20世纪30年代初,美国市场上接着出现了长链烷基芳基磺酸盐,并且把芳基由萘改为苯,即烷基苯磺酸盐,其中苯和烷基均来自煤油或轻柴油。它们的分子中也和肥皂一样含有亲水性基和亲油性基,但与肥皂不同的是它与硬水中的钙离子和镁离子形成的盐是溶于水的。

分子结构可用下式表示:

大约从1965年起,所有主要洗涤剂的制造商都从支链型烷基苯磺酸盐转到直链型烷基苯磺酸盐而改变了配方。

多年来工业上就已经知道有羧甲基纤维素钠,1936年就有人在法国申请专利,使用它作为洗涤剂的添加剂。但是这个专利并没有发挥多大的作用。直到第二次世界大战,德国因肥皂短缺,才开始用羧甲基纤维素钠作为洗涤剂的增补剂。后来合成洗涤剂成为肥皂的战时代用品,洗涤剂又以其作为添加剂,这样才比较大量地在这一工业中得到应用。羧甲基纤维素钠是一种白色粉末,溶于水而生成粘性溶液,在洗涤剂洗涤过程中能消除污垢的再沉积。

洗涤剂的另一个重要添加剂是三聚磷酸钠,能除去水中的钙离子和镁离子。但近年来发现它流入江河湖泊中,造成藻类大量繁殖,影响鱼类生存,也造成水污染,因此各种无磷洗衣粉相继问世。

添加剂还有荧光增白剂,能吸收肉眼看不见的紫外线,然后把它转变成白色的可见光,因此经过洗涤后的纺织品在日光照射下显得特别洁白。泡沫剂能增加泡沫,吸附水中的油脂和污垢。酶在一定温度下对血迹、奶渍、肉汁等有分解破坏作用。

烷基苯磺酸钠和肥皂同属阴离子型表面活性剂,因为它们在水中离解成一个带有长链的疏水基与短亲水基的阴离子。它们是洗涤用表面活性剂中主要的一大类,占总产量的65%~80%,用量最大,应用最广。

其次,还有阳离子表面活性剂,在水中离解成一个带有长链的疏水基与短亲水基的阳离子,用于杀菌、消毒,在纺织印染工业中可用作纤维的柔软剂、匀染剂、防霉剂、固色剂、抗静电剂等。

再次,还有非离子型和两性离子型表面活性剂,种类繁多。合成洗涤剂的产量逐年增长,正在逐渐取代肥皂。