Ziepes — definīcija, ķīmija, ražošana un vēsture

Ziepes ir ķīmisks savienojums, kas rodas, reaģējot sārmam (parasti nātrija vai kālija hidroksīdam) ar taukskābi. Praktiski tās ir garas ķēdes taukskābju metāliskie sāļi, kas mazgāšanas laikā, sajaucoties ar ūdeni, darbojas kā virsmaktīvā viela: samazina virsmas spraigumu, emulgē eļļas un notur netīrumus suspendētus ūdenī, lai tos varētu noskalot. Ziepes ražo no dzīvnieku taukiem vai augu eļļām, un to pamatfunkcija ir palīdzēt cilvēkiem un apģērbam kļūt tīram, samazinot iespēju netīrumiem un eļļai nokļūt uz ādas vai auduma. Ziepju izgatavošanā parasti izšķir divus galvenos posmus: ziepju saponēšanu (taukskābju un sārmam reakcija) un sālīšanu (lai nošķirtu cieto ziepju frakciju). Daudzi cilvēki arī gatavo ziepes mājās, izmantojot piemēram, aukstā vai karstā procesa metodes.

Ķīmija un darbības princips

Ķīmiski ziepes veidojas saponifikācijas reakcijā, kur taukskābe reaģē ar sārmu un veido taukskābju sāli (ziepes) un glicerīnu. Ziepju molekulas ir amfifīlas: viena to gala daļa ir hidrofīla (ūdeni pievilcīga), bet otra gala — hidrofobiska (tiecas pie eļļas). Tā tās veido micellas: hidrofobiskie galotņu "asti" ieskauj eļļas pilienus, bet hidrofīlie "galvas" paliek ūdenī, tā nodrošinot eļļas emulsifikāciju un atdalīšanu no mazgājamā objekta.

Veidi un īpašības

• Baro ziepes (nātrija sāļi) — cietas, piemērotas roku un ķermeņa mazgāšanai.
• Šķidrās ziepes (bieži kālija sāļi) — mīkstākas vai šķidras, izmantojamas roku un trauku mazgāšanai.
• Sintezētie (sindet) līdzekļi — nevis tradicionālas ziepes, bet sintētiskas virsmaktīvās vielas, kas labāk darbojas cietā ūdenī un bieži mazāk kairina ādu.

Vieglas roku ziepes parasti ir pietiekami bāziskas, lai noņemtu ādas dabīgās eļļas vai netīrumus, savukārt trauku mazgāšanas ziepes ir formulētas spēcīgākas, lai noņemtu grūtākas eļļas, nebojājot jutīgas virsmas, piemēram, plastmasu. Lielākā daļa ziepju tiek bioloģiski noārdītas, jo tās var noārdīt baktērijas un citi mikroorganismi.

Uzvedība ūdenī

Ziepes labi attīra mīkstu ūdeni, taču toksisks vārds šeit nav piemērots — labāk teikt, ka tās parasti ir mazāk kaitīgas ūdens organismiem nekā daži sintētiskie detergenti. Tomēr ziepju darbību sarežģī cietais ūdens, kurā klāt ir kalcija un magnija joni. Šie joni reaģē ar ziepēm, veidojot nešķīdīgas "ziepju nogulsnes" (sārņus), kas slikti puto un atstāj nosēdumus — tāpēc tradicionālās ziepes veļas mazgāšanas mašīnās bieži nav efektīvas cietā ūdenī. Tie arī slikti darbojas stipri skābos šķīdumos.

Ražošana un procesu tipi

Rūpnieciskā un amatnieku ziepju izgatavošanā ir vairāki izplatīti procesi:

• Aukstais process — eļļas un sārma šķīdums tiek sajaukts un ļauts sacietēt istabas temperatūrā. Šī metode saglabā glicerīnu ziepēs un ļauj pievienot smaržvielas un krāsvielas.
• Karstais process — maisījumu karsē, lai paātrinātu saponifikāciju; iegūst ātrāk lietojamu ziepju masu.
• Industriālā hidrolīze un rafinēšana — liela mēroga ražošanā izmanto specifiskas metodes, lai kontrolētu ziepju īpašības un noņemtu nevēlamas frakcijas. Pēc saponēšanas bieži seko sālīšana, lai nošķirtu cieto ziepju slāni no šķidruma.

Ziepju sastāvā var būt arī pievienojumi: smaržvielas, ēteriskās eļļas, krāsvielas, mitrinošas vielas (piemēram, glicerīns vai alveja) un antibakteriālas piedevas.

Veselība, drošība un vide

Parasti ziepes ir drošas lietošanai uz ādas; tomēr daži cilvēki ir jutīgi pret smaržvielām vai konservantiem. Ilgstoša vai pārmērīga lietošana var sausināt ādu, jo tiek noņemta ādas tauku plēvīte. Lielāka uzmanība jāpievērš arī ziepju nokļūšanai dabā: tradicionālās ziepes parasti labi biošķīst, taču koncentrēti ķīmiskie detergenti var būt videi kaitīgāki. Pareiza izmetšana un notekūdeņu attīrīšana ir svarīga.

Vēsture

Ziepes līdzīgas vielas cilvēce pazīst tūkstošiem gadu. Vienas no senākajām liecībām par ziepju ražošanu nāk no senās Babilonijas — aptuveni 2800. g. p. m. ē. Ziepju recepte, kurā bija ūdens, sārms un kasijas eļļa, tika uzrakstīta uz babiloniešu māla plāksnītes ap 2200 g. p. m. ē.

Ebersa papiruss (Ēģipte, 1550. g. p. m. ē.) liecina, ka senie ēģiptieši bieži mazgājās un izmantoja dzīvnieku un augu eļļas ar sārmu sāļiem, lai iegūtu ziepēm līdzīgu vielu. Ēģiptiešu dokumentos minēts, ka ziepēm līdzīgu vielu izmantoja vilnas sagatavošanai aušanai.

Grieķi un romieši arī pazina eļļas un pelnu maisījumus, ko izmantoja tīrīšanai; romieši izmantoja ziepēm līdzīgas vielas arī ārstniecībā. Viduslaikos Eiropā ziepju ražošana kļuva ierobežotāka un reģionāla, bet no 15.–18. gadsimta populāri bija tādi ziepju centri kā Marselja un Spānijas pilsētas, kur ražoja augstas kvalitātes ziepes no olīveļļas, kas kļuva par tirdzniecības preci. Industriālā revolūcija 18.–19. gs. ieviesa lielmēroga ražošanu, un 20. gadsimtā parādījās sintētiskie detergenti, kas papildināja tradicionālo ziepju nozīmi, īpaši cietā ūdens apstākļos.

Lietojums

• Tīrīšana un dezinfekcija (rokas, ķermenis, trauki).
• Veļas mazgāšanā un mājsaimniecībā — atkarībā no ūdens cietības un netīrumu tipa izvēlas ziepes vai sintētiskos līdzekļus.
• Rūpnieciskās un amatniecības vajadzībām — noziegumu noņemšana, metālapstrāde, kā arī speciālās formulas.

Kopumā ziepes ir vienkāršs, bet efektīvs līdzeklis personīgajai un sadzīves higiēnai ar bagātu vēsturi un dažādām formām mūsdienu pasaulē.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir ziepes?

J: No kā tiek izgatavotas ziepes?

J: Kādi ir divi galvenie ziepju izgatavošanas posmi?

J: Vai ziepes labi darbojas cietā ūdenī?

J: Vai trauku mazgāšanas ziepes ir pietiekami spēcīgas, lai noņemtu gandrīz visu veidu eļļas, nebojājot naftas produktus, piemēram, plastmasu?

J: Cik ilgi cilvēce ir izmantojusi ziepes tīrīšanai?

Meklēt pēc burta