проект по теме " Химия и реклама"

Введение

     Реклама стала неотъемлемым атрибутом нашей жизни. Иногда она помогает сориентироваться в многообразии товаров, выбрать наиболее подходящий для нас, но иногда и вредит, особенно малообразованным людям, обещая «чудеса»: невероятные сроки службы товаров, немедленное увеличение длины и густоты волос и даже избавление от болезней.

     Мы не отрицаем, необходимости рекламы и её важной роли в жизни современного человека, но призываем вас относиться, очень вдумчиво и критично ко всему, что обрушивают на нас рекламные фирмы со страниц газет, с экранов телевизоров, многочисленных плакатов, листовок и брошюр. Читая любую рекламу, попытайтесь выяснить – не противоречит ли её содержание тем законам и понятиям естественных наук, которые вы изучали в школе? И нет ли в тексте явных ошибок, неправильно написанных формул, неверно объясняемых с точки зрения химии процессов. А такое, к сожалению, случается довольно часто.

      Давайте проанализируем несколько рекламных текстов и попробуем оценить их достоверность с позиции химика.

Реклама жевательной резинки

     Поскольку чаще всего мы сталкиваемся с рекламой жевательной резинки, с неё и начнем.

     «Каждый раз, когда вы едите, вы подвергаете свои зубы воздействию бактерий, вырабатывающих кислоту».

Текст сопровождается демонстрацией кривой, показывающей резкое изменение кислотности во рту после принятия пищи. Кислотность обозначается рН.

     Что же такое рН?  рН – это показатель содержания в растворе ионов водорода. В воде или в любом водном растворе всегда имеется какое-то количество ионов водорода, так как молекула воды частично диссоциирует:    2Н2О ↔ Н3О+ + ОН¯.

     Значение рН – это показатель кислотности, численно равный отрицательному логарифму концентрации протонов рН = –lg[Н].

     рН может изменяться от 1 до 14, рН чистой воды равен 7. Растворы с рН < 7 имеют кислую реакцию, а растворы с рН > 7 – щелочную. Значение рН можно определить с помощью прибора –  рН-метра или цветной индикаторной бумаги.

 А теперь вернёмся к нашей рекламе. Такое изменение pH, как показано на графике, во рту вряд ли возможно. Кроме того бактерии во рту присутствуют постоянно, во время еды мы только поставляем им дополнительное сырьё, да и то не всегда, а только тогда, когда принимаем углеводы. В рекламе сознательно допускают фактические ошибки, чтобы ввести в заблуждение телезрителей.

     Но, тем не менее «Дирол» действительно может помочь, как рассказывает другая реклама:

     «Уникальное сочетание ксилита с карбамидом, не найденное не в одной жевательной резинке»;

     «Жевательная резинка с ксилитом и карбамидом – двойная защита от кариеса».

     Ксилит – пятиатомный спирт (химическое назначение – пентанпентаол-1,2,3,4,5). Его включают в состав жевательной резинки для обеспечения сладкого вкуса, он выгодно отличается от сахара тем, что бактерии, живущие в полости рта, не могут им питаться и вырабатывать молочную кислоту, вредно действующую на зубы. Таким образом, ксилит не защищает от кариеса, а только не является его дополнительной причиной.

     Карбамид – амид угольной кислоты. Во рту карбамид медленно разлагается с образованием аммиака, который обеспечивает щелочную среду и нейтрализует молочную кислоту, тем самым, защищая от кариеса.

     Сама резинка очищает зубы от кусочков пищи, предотвращая развитие кариеса (но её вряд ли можно считать полноценной защитой от кариеса).

     Вывод: защита от кариеса не двойная, а одинарная, рекламный текст искажает факты.

     Ещё один текст на ту же тему:

     «Жевательная резинка «Дирол» с ксилитом и карбамидом защищает зубы с утра до вечера».

     Утверждение справедливое – карбамид (мочевина) разлагается под действием воды довольно медленно, поэтому и аммиак образуется медленно, и нейтрализация молочной кислоты идет во рту долго. Здесь всё правильно.

  Мальчик кричит: «Не хочу пирожное! Из него во рту образуется кислота, а ведь я не могу сразу чистить зубы!» Далее бабушка предлагает ему жевательную резинку.

     В этом тексте также не допущено ошибок, бактерии действительно вырабатывают кислоту из углеводов, содержащихся в пирожном.

Реклама зубной пасты

     Реклама зубной пасты по частоте стоит на втором месте после рекламы жевательной резинки. А из рекламируемых зубных паст на первом месте, конечно, «Blend-a-med». Нас уверяют, что уникальная фтористая система флористат эффективно укрепляет зубную эмаль, и демонстрируют действительно впечатляющий опыт с куриным яйцом, которое после обработки этой пастой не растворяется в уксусной кислоте.

     В последнее время выпускают очень много лечебно-профилактических паст. Борьбу с кариесом ведут по двум направлениям: укрепления минеральной ткани зуба и предупреждение образования зубного налёта. Для укрепления минеральной ткани зуба в пасту добавляют монофторфосфат натрия NaF • NaPO3 (или Na2FPO3), а также фторид натрия NaF или фторид олова (II) SnF2. Состав зубной эмали ближе всего к минералу гидроксиапатиту Ca5OH(PO4)3. Как и все основные соли, это соединение растворяется в кислотах.

     Что такое флористат? Вы не найдёте это слово в справочниках и даже в химической энциклопедии. Этим термином фирма-изготовитель обозначает то фтористое соединение, а чаще их смесь, которое включено в состав зубной пасты.

     На влияние фторид-ионов существует две точки зрения:

1. Ионы фтора переводят гидроксиапатит в менее растворимый в кислотах фторапатит Ca5F(PO4)3.

     Ca5OH(PO4)3 + NaF → Ca5F(PO4)3 + NaOH.

2. В результате обменной реакции в пасте образуется CaF2, который адсорбируется на гидроксиапатите и предохраняет его от воздействия кислот:

     CaHPO4 + 2NaF → CaF2 + Na2HPO4.

(во многие пасты соли кальция включают как абразивы).

     Известно также, что фториды частично подавляют жизнедеятельность бактерий.

     Как можно объяснить опыт с яйцом? Скорлупа яйца состоит преимущественно из CaCO3 – соединения, растворимого в кислотах, но плохо растворимого в воде. Поскольку частично карбонат кальция всё же растворяется в воде, возможно протекание обменной реакции:

     CaCO3 + 2NaF → CaF2 + Na2CO3.

     Фторид кальция хуже растворим в кислотах, чем CaCO3, он хорошо адсорбируется пористой поверхностью скорлупы и предохраняет её от растворения в кислоте.

     В продажу поступает много разновидностей зубной пасты «Blend-a-med» с самыми различными добавками. Одна из них называется «Бленд-а-мед-сода-бикарбонат», и реклама убеждает нас, что эта паста особенно эффективна для профилактики кариеса.

     Это утверждение вполне обоснованно. NaHCO3 (бикарбонат) в составе пасты нейтрализует молочную кислоту:

     CH3–CH(OH)–COOH + NaHCO3 → CH3–CH(OH)–COONa + H2O + CO2 

и повышает эффективность профилактического действия пасты. Кстати, эта идея не нова: ещё несколько десятилетий назад в нашей стране начали выпускать зубной порошок «Особый», содержащий двууглекислую соду (так иногда называли гидрокарбонат натрия NaHCO3), и именно эти слова были написаны на коробке порошка.

     Известно, что избыточное потребление сладостей и  плохой уход за зубами, особенно несвоевременное удаление остатков пищи способствуют развитию кариеса.

     Попробуем это объяснить с точки зрения химического разрушения зубной эмали – одной из серьезных причин кариеса.

     Углеводы, содержащиеся во всех сладостях, белом хлебе и печенье легко подвергается процессу молочнокислого брожения: С6Н12О6 → 2СН3–СНОН–СООН. Поэтому остатки пищи в полости рта превращаются в молочную кислоту, которая растворяет зубную эмаль.

     Любителям сладостей и мучного можно посоветовать полоскать рот раствором пищевой соды после каждого приёма пищи.

     Ещё совсем недавно, 20 – 30 лет назад, основным средством чистки зубов были зубные порошки. А применять их начали ещё в прошлом веке. И составы их были достаточно разнообразны.

Что в тюбике? Давайте разберём этот вопрос.

Начнём с того, что производитель всегда должен указывать состав (ingredients) зубной пасты на тюбике. Именно на тюбике, а не только на коробке (упаковка выбрасывается практически сразу). Если на тюбике состав не указывается, то производителю, наверное, есть что скрывать. Любому человеку нужно стараться узнать правду о составе того продукта, которым он пользуется. Ну, например; что такое в зубной пасте триклозан или сорбитол, а что такое лаурилсульфат натрия? Что такое триклозан? Слышали многие. Это даже рекламируют. А на самом деле триклозан – это антибиотик. Антибиотик, который во рту «борется» с вредными бактериями. Но мы знаем, что наш рот имеет микрофлору и там обязательно должна быть кроме «условно» вредной ещё и «условно» полезная микрофлора. Правильнее, даже скажем так - что бы не было микрофлоры вредной, во рту должна быть микрофлора полезная. Но вот антибиотик триклозан, будучи антибиотиком синтетическим, не разбирается какая это микрофлора полезная или вредная, ему всё равно - он синтетический. Он «выметает» всё. Вроде бы порядок, но патогенные (условно вредные) бактерии растут быстрее, чем полезные и не чем не сдерживаемые они наводят во рту полный дизбактериоз. Получается, чем чаще и больше мы используем зубную пасту с триклозаном, тем меньше во рту становится нормальной, полезной флоры. В итоге… впрочем картинку дальше рисуйте сами, не говоря уже про запах изо рта.

(!!!очень опасный) Лаурилсульфат натрия (Sodium Lauryl Sulfate - SLS). 

Никто не делает рекламы этого ингредиента и на то есть веские основания.

Что про него пишет производитель – пенообразователь. Назначение - создание пены, обеспечивающей за счет лопающихся пузырьков мини эффект «взрывной волны», которая расщепляет частицы налета.

На самом деле - это дешевое моющее средство, получаемое из кокосового масла путём химического синтеза, широко используемое в косметических очистителях, шампунях, гелях для ванн и душа, пенообразователях для ванн и т.п. В последние 10 лет производители зубных паст стали интенсивно использовать этот абсолютно дешевый, химический ингредиент. Пожалуй, это самый опасный ингредиент в препаратах для ухода за волосами и кожей. В промышленности SLS применяется для мытья полов в гаражах, в обезжиревателях двигателей, средствах для мойки машин и т.д. Это очень сильно коррозирующий агент (хотя действительно удаляет жир с поверхности). SLS в клиниках по всему миру используется в качестве тестера кожной раздражительности следующим образом: исследователи вызывают с помощью этого препарата раздражение кожи у животных и людей, а затем лечат разными препаратами. Недавние исследования в Медицинском Колледже Университета штата Джорджия показали, что SLS проникает в глаза, в мозг, в сердце, печень и т.д. и задерживается там, выводится очень трудно. Это особенно опасно для детей, в тканях которых он накапливается в больших концентрациях. Эти исследования показывают также, что SLS изменяет белковый состав клеток глаз детей (самый нежный и подвижный белок). Задерживает нормальное развитие этих детей, вызывает катаракту (за последние несколько лет катаракта значительно помолодела). SLS очищает путем окисления, оставляя раздражающую пленку на коже тела и волосах. Может способствовать выпадению волос, появлению перхоти, действуя на луковицы волосинок. Волосы иссушаются, становятся ломкими и секутся на концах. Другая проблема. SLS реагирует со многими ингредиентами косметических препаратов, образуя нитросамины (нитраты). Эти нитраты попадают в кровь в большом количестве при пользовании шампунями и гелями, принятии ванн и применении очистителей. Многие фирмы часто маскируют свои продукты с SLS под натуральные, указывая "получено из кокосовых орехов".

Ингредиент, аналогичный по свойствам SLS (добавлена эфирная цепь). Ингредиент №1 в очистителях и шампунях. Он очень дешевый и сгущается при добавлении соли. Образует много пены и дает иллюзию, что он густой, концентрированный и дорогой. Это довольно слабое моющее средство. Используется как смачивающий агент в текстильной промышленности SLES реагирует с другими ингредиентами и образует кроме нитратов еще и диоксины. Производитель же зубных паст добавляет SLS или SLES в продукт для пенообразования. Это абсолютно дешевый (вообще копеечный) ингредиент, а при обильной пене создаётся видимость дорогого продукта. Остаётся добавить синтетический (копеечный) ароматизатор, синтетическую (копеечную) вкусовую добавку (как сейчас пишут – идентичную натуральной), подкрасить и вперёд.о, уважаемый мною специалист по натуральной медицине сказал, из чего делают синтетические витамины. Из нефтепродуктов, сопутствующих газов и каменноугольных смол. Это, само собой разумеется, но просто как-то акцентировалось. То, из чего делают резину, чулки, пластмассовые тазики и т. д. Возникает вопрос: почему же разрешают производителю использовать эти ингредиенты, если они так вредны? Ответов несколько

1) минимально допустимая и (якобы) не опасная для здоровья доза (но вспомним, что мы каждое утро втираем это в зубы).,

2) минимальная (грошовая) себестоимость ингредиента позволяющая делать громадные прибыли на готовом продукте.,

3) иногда практически отсутствует контроль производства, а сколько фальсификации на рынке - мы знаем, газеты читаем, телевизор смотрим.

    Приводим состав двух зубных порошков:

1. мел очищенный – 1,2кг, углекислая магнезия – 200г, надборнонатриевая соль – 60г, мятное масло – 25г;
2. салол (сложный эфир фенола С6Н5ОН и салициловой кислоты ОН – С6Н4 – СООН) – 4г, фосфорнокальциевая соль – 20г, мел очищенный – 20г, углемагниевая соль – 15г, бикарбонат натрия – 15г.

     Обратите внимание на устаревшие названия некоторых компонентов порошков (рецепты воспроизведены дословно): углекислая магнезия, углемагниевая соль MgСО3, надкорбонатриевая соль – NаВО3 • 4Н2О (современное название «пербонат натрия» – соединение, содержащее пероксидную группу –О–О–; иногда его формулу пишут как NаВО2•Н2О2•3Н2О), фосфорнокальциевая соль – СаНРО4, бикарбонат натрия – NаНСО3.

     Дадим упомянутым в состав порошков солям современные названия и разберемся, какой из порошков отбеливает зубы, а какой обладает противовоспалительным действием.

     Над- – приставка в названиях пероксидных соединений. Надкарбонатриевая соль, или пербонат натрия NаВО3, – перекисное соединение, которое, как все перекисные соединения, обладает отбеливающими свойствами. Это очень распространённый компонент современных стиральных порошков. Компонент второго порошка – салол, известный лекарственный препарат антибактериального действия. Салол относится к классу сложных эфиров; в щелочной среде, которая создаётся за счёт гидролиза NаНСО3, он разлагается на фенол и салициловую кислоту:

               О                                                                         О

               ││                                                                                     ││

С6Н5–О–С–С6Н4  –  ОН  +  Н2О → С6Н5ОН  +  ОН  –  С–С6Н4–ОН,

а оба эти вещества обладают сильным антибактериальным действием. Так что первый состав обладает отбеливающими свойствами, а второй – противовоспалительными.

     Несмотря на исключительное многообразие зубных паст, в состав любой из них обязательно входят вещества с определёнными функциями: абразивы для механической очистки зубов и полировки их поверхности, очищающие пенообразующие вещества с высокой поверхностной активностью, связующие и загустители, обеспечивающие однородность состава и его пластичность. В лечебно-профилактические пасты обязательно добавляют вещества с антисептическими свойствами для профилактики воспаления дёсен и фториды для профилактики кариеса.

     На тюбике зубной пасты «Пепсодент-плюс» указан её состав: монофторфосфат натрия, оксид алюминия, лаурилсульфат натрия (более точное название – лаурилсульфонат), диоксид титана, карбоксиметилцеллюлоза, вкусовые и ароматические вещества, сахарин, бензойная кислота.

     Проанализируем, какую функцию выполняет в этом составе каждый из компонентов.

     Абразивы – оксиды алюминия (III) Аl2О3 и титана (IV) ТiО2, очищающий пенообразователь – лаурилсульфонат, антисептик – бензойная кислота С6Н5СООН, фторсодержащий компонент для профилактики кариеса – монофторфосфат натрия Nа2РО3F, загуститель – карбоксиметилцеллюлоза, точнее её натриевая соль (С6Н7О2) [(ОСН2СООNа)3].

     Определим, какое количество монофторфосфата натрия Nа2РО3F (или NaF • NаРО3) содержится в тюбике зубной пасты весом 75г, если на упаковке указано: «Содержание активного фтора 0,15%»:

     (75 х 0,15) : 100 = 0,11г.

     Поскольку стоматологи рекомендуют для профилактики кариеса ежегодно потреблять в виде зубной пасты примерно 1,5г активного фтора, то есть фторид-иона, способного диссоциировать и вступать в реакции ионного обмена, то необходимо израсходовать 1,5 : 0,11 = 13,6 тюбиков зубной пасты за год, то есть примерно по 1 тюбику в месяц.

     Зубная паста «Crest» производства США содержит, как указано на упаковке 0,454% фторида олова (II) SnF2, а зубная паста «FM extra DENT» производства Болгарии содержит 0,8% монофторфосфата натрия NaF • NaPO3.

     Эффективность этих зубных паст в профилактике кариеса можно сравнить по содержанию в них активного фтора, то есть фторид-иона, способного взаимодействовать с зубной эмалью.

     Молярная масса SnF2 – 157г/моль, молярная масса NaF • NaPO3 – 145г/моль, фтора в SnF2 содержится 38г, или 24%, а в NaF • NaPO3 – 19г, или 13%.

     В 100г зубной пасты «Crest» содержится 0,454г SnF2, в котором фтора 38% или

     (0,454 х 38) : 100 = 0,172г.

     В 100г зубной пасты «FM extra DENT» содержится 0,8г NaF • NaPO3, в котором фтора

     (0,8 х 13) : 100 = 0,104г.

     Таким образом, можно сделать вывод, что зубная паста «Crest» более эффективна в профилактике кариеса, так как она содержит больше активного фтора.

     Зубную пасту «Oral–B» стоматологи специально рекомендуют тем людям, у кого зубная эмаль особенно чувствительна к кислоте. На упаковке указано, что в её состав входит гидроксиапатит. Фтористых соединений в этой пасте нет.

     Дело в том, что входящий в состав этой пасты гидроксиапатит за счёт физического процесса – адсорбции может частично замещать природный гидроксиапатит, разрушающийся при контакте зубов с кислой пищей.

     К сожалению, большинство людей чистят зубы не достаточно тщательно, не удаляя полностью налёт, в котором и размножаются бактерии. Поэтому всё чаще зубные врачи проводят в школах уроки правильного ухода за зубами. Чтобы проверить, насколько хорошо очищены зубы, врач смазывает их спиртовым раствором йода или ярким синим раствором красителя – метиленового синего. Если зубы очищены хорошо, они не окрашиваются, а если опасный налёт на зубах удалён не полностью – он мгновенно окрашивается в коричневый или синий цвет. Значит, обработку зубов щеткой и пастой, а также ниткой и зубочисткой надо повторить.

     Объясним этот процесс с точки зрения химии. Мягкий зубной налёт состоит из остатков пищи, то есть органических соединений, а также солей, образованных кальций- и фосфат-ионами, всегда присутствующими в слюне. И йод, и метиленовый синий окрашивают этот налёт за счёт адсорбции, хотя при длительном контакте возможно взаимодействие йода как окислителя с органическими веществами.                                                  

О кислотно-щелочном балансе

Проблема кариеса, как известно, в последние десятилетия стоит особенно остро. Вероятно, прогресс, наблюдаемый в жизни человечества, каким-то образом затронул и кариозных монстров, ибо деятельность их стала поистине разрушительной. Но чудеса современной химии (и не только химии) призваны защитить нас от кариозных негодяев! Помните рекламу, где зубной пастой Blend-a-med обрабатывалась половина яйца, которое затем погружалось в кислоту? И, о чудо! Обработанная половина яйца не растворялась в кислоте. Мы решили поставить такой же эксперимент с целью проверить, эффективны ли современные средства в плане защиты скорлупы яйца от воздействия кислоты. Конечно, скорлупа имитирует наши зубы, а кислота - жидкость в ротовой полости. Итак, мы взяли сырое яйцо и зубную пасту Blend-a-med:

Для того чтобы кариозным монстрам жизнь малиной не казалась, мы запаслись также тремя упаковками жевательной резинки Orbit, которая, несомненно, должна была оказать свое положительное влияние по выравниванию кислотно-щелочного баланса в нашем эксперименте.

Далее мы приступили к обработке яйца зубными пастами.

Мы погрузили яйца в стакан с кислотой разной концентрацией. Тут же началась очень бурная реакция с обильным выделением пузырьков газа и образованием пены:

При довольно нежном давлении на яйцо стеклянной палочкой стенка его разрушилась и пленочка под ней порвалась.

Нас уверяли, что уникальная фтористая система флористат эффективно укрепляет зубную эмаль, и демонстрируют действительно впечатляющий опыт с куриным яйцом, которое после обработки этой пастой не растворяется в уксусной кислоте.

Данным опытом мы доказали обратное. Но это не значит, что надо отказываться от чистки зубов. Соблюдайте правила гигиены и чистите зубы два раза  - утром и вечером, а после каждого приема пищи полощите рот, и тогда вам придется меньше обращаться к стоматологам.

рН среды кожи

     Мойдодыр – известный всем по книжке К.И. Чуковского сказочный персонаж, помогающий детям своими советами поддерживать детям чистоту кожи, волос, зубов. Книжка прочитана всеми в дошкольном возрасте.

     Но, все ли советы Мойдодыра усвоены прочно? И всегда ли хватает времени и терпения им следовать? Во всяком случае, никогда не будет лишним повторить эти простые, но очень полезные советы.

     Пусть роль Мойдодыра исполняет химия. Именно химия поможет вам правильно выбрать мыло и шампунь, подготовить воду для умывания, сориентироваться в многообразии дезодорантов и зубных паст, предлагаемых в магазине.

     Прежде всего, выясним, что представляют собой загрязнения кожи и волос с точки зрения химика. Кожа и волосы загрязняются пылью, потом, кожным салом, а также слущивающимися частичками эпидермиса, которые состоят из кератина.

     Самый простой способ очистки кожи и волос – мытьё водой с мылом или с современными моющими средствами – шампунями. Основная характеристика любого моющего средства – щёлочность. От нё зависит эффективность действия моющего средства. Чем более щёлочную реакцию имеют мыло и шампунь, тем лучше они удаляют кожное сало; в то же время все щёлочные растворы сушат кожу, разрушают волосы. Поэтому при разработке моющих средств перед химиками и косметологами стоит очень трудная задача – добиться высокой эффективности очистки и в то же время избежать повреждений кожи и волос, то есть подобрать оптимальный уровень щёлочности моющего средства.

     Чтобы правильно пользоваться современными моющими средствами, вам необходимо познакомиться с очень важным понятием рН, или водородным показателем. С этим чисто химическим термином и символом рН нам приходиться сталкиваться ежедневно: при пользовании шампунями, стиральными порошками, ополаскивателями для волос. На их этикетках или приведены значения рН, или указано, что препарат имеет регулируемый рН.

     Обратите внимание на этикетки современных шампуней. Практически на всех указано значение рН, близкое к 5,5, которое наиболее соответствует естественной реакции кожи. Физиологи доказали, что роговой слой кожи имеет рН около 5,5 за счёт находящихся в нём водорастворимых веществ. Воздействие сильнощелочных моющих средств может изменить нормальное значение рН кожи.

Результаты проверки рН среды мыла опытным путём

1. «Safeguard» (туалетное мыло с антибактериальным действием) – слабощелочная среда;
2. «Dove» – слабощелочная среда, так как мыло на ¼ часть состоит из увлажняющего крема;
3. «Детское» – слабощелочная среда;
4. «Fax» – сильнощелочная среда.

С одной стороны щелочная среда лучше удаляет кожное сало, но с другой – сильнощелочная среда сушит кожу, поэтому не рекомендуем пользоваться мылом «Fax», лучше использовать «Safeguard», «Dove» или «Детское».

Дистиллированная вода                                     мыло Fax

Мыло «Safeguard»

                                                                          Мыло детское

Мыло « Dove»

Строение мыла

     Сырьем в производстве мыла являются жиры.

     Щелочной гидролиз (омыление) жиров дает глицерин и натриевые или калиевые соли жирных кислот, которые и являются мылом.

     С17Н35СОО – СН2        СН2ОН

         │

     С17Н35СОО – СН2 + 3NaОН → СНОН    +    3С17Н35СО2Na

        │               (стеарат натрия)

     С17Н35СОО        СН2ОН

(тристеарат глицерина                (глицерин)

     или тристеарин)

     Этот процесс известен с древнейших времён, когда животные жиры кипятили с водой и древесной золой, содержащей карбонат калия. Ещё во времена Плиния Старшего (в 70-х г. н.э.) люди умели изготавливать мыло.

     Мыла и другие моющие средства служат для удаления в водных средах попавших на ткани жиров и иных загрязнений. Молекулы моющих средств всегда построены из длинной углеводородной цепи, к одному концу которой присоединена водорастворимая (точнее, гидрофильная, т.е. обладающая высоким сродством к воде) группировка. Углеводородная часть таких молекул может смешиваться с загрязнениями, которые обычно представляют собой жиры и масла.

     При использовании в качестве детергента, или мыла, длинная водородная цепь стеарата натрия является частью молекулы, которая смешивается с жироподобными загрязнениями, а ионизированная группа СО2 выполняет функции связывания с водой гидрофильной группировки. В результате поверхность каждой частицы или капельки загрязнения оказывается как бы окружённой оболочкой гидрофильных групп, не способных смешиваться с загрязнением. Происходит эмульгирование жиров (деление на мелкие капельки – мицеллы)

     Годрофильные группы образуют водородные связи с молекулами воды, благодаря чему молекулы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от ткани и переносятся в водную среду.

     Соединения, в молекулах которых имеются как гидрофильные, так и гидрофобные (водоотталкивающие) группировки, называют поверхностно-активными, поскольку они концентрируются и функционируют на поверхностях, разделяющих различные по своей химической природе материалы. Обычное мыло также является поверхностно-активным веществом.

     Помимо животных жиров, в 1831г. французский химик Э.Фермин впервые использовал для производства моющих средств растительные – оливковое и миндальное масла.

     Сейчас для производства мыла часто применяют кокосовое масло, содержащее много лауриновой кислоты – жирной кислоты с 11 углеродными атомами в углеводородной цепи. Обычное туалетное мыло большей частью состоит из солей жирных кислот, получаемых из сала и кокосового масла и поэтому содержащих в основном стеарат и лаурат натрия.

     Помимо натриевых мыл используются калиевые мыла (калиевые соли карбонатных кислот), которые гораздо лучше растворяются в воде. Добавление к калиевому мылу избытка стеариновой кислоты способствует образованию устойчивой пены, такая композиция используется для приготовления кремов для бритья.

     В конце XIX в. Русский химик Г.С.Петров действием серной кислоты на продукты  переработки нефти получил синтетические моющие  средства – алкилсульфаты, которые имеют преимущество пред твердыми натриевыми мылами. Так как и их можно использовать в жесткой воде.

     Дело в том, что жесткая вода содержит ионы Mg2+ и Са2+, которые вступают в реакцию с карбоновыми кислотами. Кальциевые и магниевые соли жирных кислот не растворяются, и мыло теряет свои свойства. Кальциевые и магниевые соли сульфокислот растворимы в воде.

     Однако существенным недостатком синтетических моющих средств является их способность накапливаться в окружающей среде и загрязнять ее. В отличие от карбоновых кислот сульфокислоты не размягчаются микроорганизмами и накапливаются в водоемах, что ведет к гибели водной флоры и фауны.

     Синтетические поверхностно-активные вещества с различными добавками называют детергентами.

     Добавляемые к детергентам фосфаты обеспечивают оптимальную для работы поверхностно-активных веществ кислотность, связывают ионы кальция и магния, с которыми детергенты могли бы образовать нерастворимый осадок (или пленку), и соединяются с частицами загрязнений, смытыми с тканей. Предохраняя их от повторного осаждения. К несчастью, фосфаты являются и удобрениями, поэтому сточные воды прачечных, сливаемые в реки и озера. Создают великолепную питательную среду для роста микроорганизмов. Обильный рост микроорганизмов, в свою очередь может привести к так называемой эвтрофикации водоема (его перенасыщению питательными веществами), в результате чего различные формы живых организмов развиваются на столько бурно, что в водоем в конце концов может превратиться в болото. Отбеливатели представляют собой флуоресцентные красители, частично поглощающие ультрафиолетовое излучение и испускающие видимый свет. Это способствует тому, что внешне ткани выглядят более светлыми.

     В состав некоторых детергентов включают протеолитические (т.е. разрушающие белки) ферменты, продуцируемые бактериями Bacillus subtilis и B. licheniformis  и способные выдерживать условия стирки. Они действуют довольно специфично, разлагая входящие в состав загрязнений белки и в то же время не затрагивая нити ткани.

     В старинных рецептах для очистки кожи лица рекомендуют применять отруби, так как в них содержатся кератолические ферменты.

     Сущность очищающегося действия отрубей заключается в ферментативном разрушении кератина, из которого состоят слущившиеся частички кожи, так как отруби содержат кератолитические ферменты.

     Поскольку ферменты действуют при температурах, не превышающих температуру тела теплокровных животных, а при сильном нагревании разрушаются, заваривать отруби кипятком не следует.

    Жирную кожу, склонную к воспалительным процессам, не рекомендуют слишком часто мыть водой с мылом, хотя мыло хорошо удаляет кожное сало и обладает антисептическими свойствами.

     Дело в том, что верхний тончайший слой кожи имеет слабокислую реакцию (рН 5,5) и за счёт этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи. Частое умывание с мылом изменяет рН кожи и приводит к понижению естественной защитной реакции.

     Во все лосьоны для очистки кожи лица, помимо веществ, растворяющих кожное сало и удаляющих слущивающиеся частички рогового слоя кожи, обязательно добавляют слабые кислоты, так как верхний роговой слой кожи состоит преимущественно из кератина, структуру которого обусловливают и водородные связи. Под действием горячей воды и мыла водородные связи разрушаются, верхний слой кожи разбухает, и в него могут проникнуть болезнетворные бактерии и грибки. Ополаскивание кожи слабокислым раствором способствует восстановлению водородных связей и прочности рогового слоя кожи, а также его естественной слабокислой реакции. Кроме того, в кислой среде большинство болезнетворных бактерий и грибков хуже размножаются.    

     Пот человека содержит 98-99% воды, летучие жирные кислоты, лимонную, молочную и пировиноградную кислоты, аммиак, ацетон, холестерин, стероидные гормоны, около 0,3% хлористого натрия, катионы кальция и магния, фосфат - и сульфат-анионы, следовые количества белков.

    Проанализируем, какие из этих соединений могут вступать в химическое взаимодействие с мылом. Мыла – это натриевые соли высших жирных кислот – стеариновой и пальмитиновой: С17Н35СООNa и С15Н31СООNa. Как все растворимые  соли, они могут вступать в реакции обмена с кислотами и другими солями. Образующаяся при гидролизе мыла щелочь взаимодействует с белками.

     Все твердые туалетные мыла изготовлены на основе натриевых солей жирных высших кислот. Но людям с повышенной жирностью кожи лица и головы врачи-дерматологи рекомендуют умываться и мыть голову жидким мылом, которое изготавливают из калиевых солей жирных кислот, или препаратом, который продается в аптеках под названием «зеленое мыло» и представляет собой чистое калийное мыло, без ароматизаторов.

     Дело в том, что калиевые соли высших карбоновых кислот – стеариновой и пальмитиновой – по сравнению с натриевыми, лучше растворяются в воде и поэтому обладают более сильным моющим действием.

     Во время Великой Отечественной войны и в первые послевоенные годы, когда был дефицит мыла, многие женщины мыли волосы процеженным настоем древесной золы. И сейчас иногда в деревнях принято мыться в бане и мыть  голову хотя и с мылом, но не чистой водой, а настоем золы. Особенно это распространено там, где пользуются не речной, а колодезной водой.

     Объясняется это тем, что зола содержит большое количество К2СО3, который при растворении в воде гидролизует:

     2К+ + СО32-+ Н2О → 2К+ + НСО3- + ОН-

     СО32- + Н2О → НСО3- + ОН-.

     Ионы Н+ образуют с ионами СО32- устойчивые ионы НСО3-. Накапливаются ионы ОН-, поэтому среда становится щелочной. Образующаяся щелочь и обусловливает моющее действие золы.

     Кроме того, зола хорошо смягчает воду, так как К2СО3 осаждает растворимые соли Ca и Mg:

     СаНСО3 + К2СО3 → СаСО3↓ + КНСО3;

     МgSО4 + К2СО3 → MgСО3↓ + К2SО4.

Необходимо также познакомиться с большой группой веществ, называемых ферментами. В эту группу объединяют вещества различного состава. Общее для всех ферментов то, что все они являются белками. Ферменты – природные катализаторы химических реакций, протекающих в живых организмах, их широко применяют и стиральных порошках, и в современных очищающих средствах для кожи.

     Задача ферментов – способствовать химическому разложению веществ, загрязняющих кожу и прежде всего – кератина. Ферменты помогают размягчить кератин, из которого состоят слущивающиеся частички кожи, и таким путём избежать необходимости тереть лицо мочалкой, растягивая при этом кожу. Вещества, способствующие разложению кератина, называют кератолитами. Этими свойствами обладают отруби, соки инжира, сливы, папайи, так как они содержат кератолитические ферменты. Известны и кератолиты, не являющиеся ферментами, - салициловая кислота, мочевина.

Все порошки отстирывают одинаково!

Важнейший для потребителя вопрос о сравнительных свойствах порошков не так прост, особенно, если прочитать этикетки на коробках. Сразу видно, что составы современных стиральных порошков довольно близки, а основные компоненты практически одинаковы. Это поверхностно-активные вещества, отделяющие частицы грязи от волокон ткани, фосфаты, снижающие жесткость воды и способствующие удалению грязи, отбеливатели. В состав стиральных порошков входит много других веществ: парфюмерные отдушки, регуляторы пенообразования, стабилизаторы и т.д. Стоит отметить такую добавку, как ферменты (энзимы), которые эффективно удаляют белковые загрязнения - пятна крови, пота, следы от молочных продуктов и яичных желтков-белков. Реклама откровенно заявляет, что есть порошок, так сказать, отличный, а есть и порошок-неумеха, после стирки которым остаются неотстиранные пятна. В домашних условиях проверить это очень трудно, потому что пятна всегда разные, режимы стирки неодинаковы и все ткани разные. Однако современная  физико-химия умеет объективно сравнивать качество стирки и соответственно качество порошка. Такое сравнение осуществляют с помощью специального прибора, представляющего собой сочетание микро-стиральной машинки и рефлектометра - устройства для измерения отражения света. Делается это так. Берутся одинаковые кусочки белой ткани, мажутся специальной стандартной «грязью» - смесью угольного порошка, машинного масла и чего-то еще, затем стираются в машинке при одинаковой температуре с использованием одинаковых количеств порошков, «силу» которых хотят измерить. После стирки определяют «белизну» отстиранной тряпочки, измеряя степень отражения от нее луча света, и сравнивают результат со степенью отражения света от исходной, чистой тряпочки. Понятно, что чистая белая ткань отражает чуть ли не 100% света, отстиранная - гораздо меньше. Чем ближе степень отражения отстиранной ткани к исходной, тем выше его «моющее действие» и лучше порошок. Измерения моющего действия порошков отечественного и импортного производства проводились много раз. Данные для многих из них предоставил нам крупнейший специалист по СМС (синтетическое моющее средство) профессор А.А. Абрамзон - эти данные были получены в Технологическом институте Санкт-Петербурга и Московском заводе СМС. Для простоты восприятия в таблице моющее действие для порошка «Вихрь» принято за 1, моющие действия остальных порошков сравниваются с этой единицей.

Из таблицы следует, что большинство порошков имеют очень близкие к 1,2 значения моющей способности - одни чуть больше, другие чуть меньше (ГОСТ не допускает производство порошков с коэффициентом менее 0,85). Профессор Абрамзон вообще считает, что «все порошки отличаются друг от друга только рекламой», а отстирывают почти одинаково. Фраза «все порошки отстирывают одинаково» удостоилась внимания компании «Проктер энд Гэмбл», которая стала показывать рекламный ролик про «Тайд» с заставкой «вы думаете, что все порошки отстирывают одинаково?» Это не мы так думаем, так и есть на самом деле! Другое дело, что СМС импортного и совместного производства удобны в использовании - приятно пахнут, красиво упакованы и не пылят, а значит, в гораздо меньшей степени могут служить причиной аллергических реакций, какое-то количество порошка всегда остается на ткани - старайтесь лучше полоскать! Однако, с точки зрения качества стирки разницы между дешевыми отечественными и более дорогими импортными порошками практически нет.

 Одна из новинок на рынке синтетических моющих средств – стиральный порошок «Dosia», который выпускают в нескольких вариантах, в том числе и с биологически активными добавками. Вот как рекламируют производители порошок «Dosia bio-active»: «Качество по разумной цене. Благодаря содержащимся в порошке ферментам, Dosia эффективно удаляет загрязнения со всех видов тканей (хлопчатобумажных, шерстяных, синтетических) при температуре воды 20-100ºС. «Dosia bio-active» подходит как для замачивания и кипячения, так и для стирки в стиральной машине».

     Данная реклама не самая удачная. Если производители хотели подчеркнуть особенности именно той разновидности своего порошка, которая включает биодобавки, им следовало перечислять не виды тканей, которые можно стирать этим порошком, а виды загрязнений, которые он отстирывает особенно эффективно – загрязнения веществами белковой природы, например мясными соусами.

     Кроме того, такие порошки эффективны только при температуре не выше 40ºС, так как при более высоких температурах ферменты теряют активность, поэтому авторам рекламы следовало это оговорить в тексте. Конечно, можно использовать этот порошок и во всём интервале указанных температур 20-100ºС, но при температурах выше 40ºС он будет действовать уже не как биопорошок, а как обычный стиральный порошок.

     Процитируем ещё один текст телерекламы одного из популярных стиральных порошков: «Био-добавки нового «Лоска» любую грязь отстирают просто» и прокомментируем его.

     Биодобавки предназначены для борьбы с загрязнениями веществами природного происхождения, прежде всего белковыми веществами. Многие современные порошки содержат и так называемые липосистемы, предназначенные для устранения загрязнений жирового происхождения (более точное название жиров – «липиды», а ферменты, способствующие расщеплению жиров, называют «липазы»). Но биодобавки не могут устранить пятна от масляной краски или машинных масел, чернил. Авторы рекламы предпочли удачную рифму достоверности информации о рекламируемом товаре.

Дезодоранты по принципу действия делятся на два типа.

     Одни содержат бактерицидные вещества, уничтожающие микроорганизмы и таким образом тормозящие бактериальное разложение пота. Препараты второго типа содержат вещества, взаимодействующие с компонентами пота с образованием нерастворимых соединений, которые закрывают каналы потовых желёз и так уменьшают потовыделение (например, соли алюминия, формальдегид, танины).

     Оба способа следует отнести к химико-биологическим, так как и в том, и в другом случае имеют место и химические, и биологические процессы. Более физиологичным является первый способ, так как потовыделение – естественный процесс, способствующий терморегуляции организма и выделению продуктов обмена, и лучше ему не препятствовать.

     Рекламируя твёрдый дезодорант для мужчин «Mennen», его разработчики сравнивают свой продукт с наиболее распространёнными аэрозольными дезодорантами, которые, по их утверждению, «состоят только из спирта и газа». И далее рекламный текст уверяет нас, что «спирт испаряется, а вместе с ним исчезает твоя защита, и только твёрдый дезодорант дает тебе твёрдых 110% защиты».

     Понятно, что авторы рекламы слегка искажают факты в свою пользу.

     Прочитав информацию на нескольких аэрозольных баллончиках с дезодорантами, например «Fever», мы узнаём, что в состав таких дезодорантов входят не только спирт С2Н5ОН, бутан С4Н9, изобутан –изо–С4Н9, пропан С3Н7, но также ароматические вещества (по-английски, fragrance), которые остаются на коже когда «спирт испаряется, а газы улетучиваются».

     Так действуют все одеколоны и духи, которые содержат ароматические вещества – чаще всего это эфирные масла. Спирт, в котором растворены эти масла, испаряется, а сами масла испаряются очень медленно и поэтому долго сохраняют аромат. Именно об этом и умолчали рекламодатели твёрдых дезодорантов.

     Но преимущество у твёрдых дезодорантов действительно есть. Поскольку аэрозоли содержат горючие газы, пользоваться ими надо с большой осторожностью: не распылять вблизи открытого пламени, в присутствии курящего человека, хранить в месте, недоступном для детей. Кроме того, при распылении таких препаратов неизбежно попадание из компонентов в воздух, а это небезопасно для здоровья, особенно людей, склонных к аллергии. Твёрдые дезодоранты более компактны. Вот эти факты и следовало бы подчеркнуть в рекламе.