Александр Артеменко - Удивительный мир органической химии

Однако основное количество ПАВ идет на получение синтетических моющих средств (СМС). Что представляют собой эти вещества?

СМС — это композиции, в состав которых кроме ПАВ (15-20%) входят различные добавки — органические и неорганические. Роль этих добавок различна. Одни из них усиливают действие ПАВ, другие препятствуют повторному оседанию загрязнений на ткань из раствора, третьи — дезинфицируют и отбеливают ткань (для этого добавляют перборат натрия Na 2BO 2• Н 2O 2• ЗН 2O), четвертые придают ткани приятный запах, пятые повышают пенообразование и смягчают воду и т. д. Удачное сочетание таких добавок позволяет получать СМС с хорошими свойствами.

В настоящее время известно много отечественных и импортных СМС, используемых в быту и в технике. Вам хорошо известны различные шампуни со звучными названиями на красочных этикетках. Однако нужно помнить о том, что, как бы ни различались эти этикетки и названия, рекламные проспекты и ролики по телевидению, основными составляющими всех СМС являются практически одни и те же компоненты. Разница — в дозировке или незначительном добавлении тех или иных веществ, которые, кстати, не всегда идут на пользу. Проведенные исследования показали, что отечественные СМС ни в чем не уступают импортным, а часто даже превосходят их.

Трудно перечислить все отрасли промышленности, в которых СМС стали незаменимыми. Кроме использования в быту, их применяют для очистки автомобилей и самолетов, сельскохозяйственной техники, танкеров и нефтехранилищ, станков и огромных химических реакторов. Для этого используют СМС, в состав которых входят самые дешевые ПАВ.

К сожалению, многие ПАВ, входящие в состав моющих средств, трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются «горы» пены в канализационных трубах, а также в водоемах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование таких СМС приводит к гибели всех живых обитателей в воде.

Почему раствор мыла, попадая в водоем, быстро разлагается, а некоторые ПАВ — нет? Дело в том, что мыл а , полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкил сульфаты или алкилсульфонаты с разветвленными углеводородными цепями. Цепи таких соединений бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их моющую способность, но и способность к биологическому распаду — уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.

Нефть — чудесный дар природы. Человек познакомился с нефтью еще за 5-6 тыс. лет до н. э. Наиболее древние промыслы нефти известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. За 4 тыс. лет до н. э. древним шумерам, населявшим территорию между Тигром и Евфратом, был известен нефтяной битум, который они использовали как вяжущее и уплотняющее средство. Шумеры возводили свои постройки из кирпича, который изготовляли из смеси песка, глины или гравия и битума (около 35%). Они знали также о горючести нефти, называли ее «светящейся водой» и использовали в светильниках. Применяли нефть и для лекарственных целей. В Древнем Египте нефть использовали для бальзамирования трупов. Греки и римляне применяли нефть и для военных целей. Так, был изобретен грозный вид оружия — «греческий огонь». Правда, историки так и не установили, кому же принадлежит секрет приготовления этого «огня». Его тайна охранялась очень строго. Долго оставался неизвестным состав горючего вещества. Только в XI в. его смогли разгадать арабские алхимики. Оказалось, что в состав «греческого огня» входила нефть с добавками серы и селитры.

В древности нефть добывали довольно примитивным способом. Для этого рыли ямы или канавы, в которые из почвы просачивалась нефть. Кстати, современный термин «нефть» произошел от слова «нафата», что означает «просачиваться». Но не исключено, что слово «нефть» связано с греческим словом «нафта» — горная смола. Так, в латинских странах нефть называют петролиумом, что означает «каменное (горное) масло». Собранную нефть обычно не обрабатывали, а использовали такой, какой получали. Только в 1745 г. в России был пущен первый нефтеочистительный завод на реке Ухте. История сохранила даже имя его основателя — Федор Прядунов. На этом примитивном заводе нефть очищали от воды и почвы. Но спустя 78 лет (в 1823 г.) недалеко от Моздока был построен нефтеперерабатывающий завод, на котором из нефти получали керосин (от греч. керос — воск). Это осуществили братья Дубинины (Василий, Макар и Герасим). В то время керосин называли фотогеном (от греч. фотос — свет и геннас — рождаю). Дубинины на 7 лет опередили немецкого ученого Рейхенбаха и на целое десятилетие — американца Салимана.

Только в 1833 г. такой же завод был построен в Америке.

Несколько лет тому назад в Моздоке была открыта памятная плита с изображением братьев Дубининых, их установки и надписью, что здесь «в 1823 г. был построен первый в мире нефтеперегонный завод».

Позже на нефтеперерабатывающих заводах стали осуществлять прямую перегонку нефти, получая при этом четыре фракции: бензин, керосин, дизельное и котельное топливо, а также смазочные масла и парафин. Остатками, которые загрязняли котлы, были пек и асфальтоподобные продукты.

Таким образом, при простой перегонке нефть разделяется на отдельные компоненты, которые отличаются друг от друга температурами кипения. Разделить же нефть на все компоненты, входящие в нее (а их огромное число), невозможно, так как разница в кипении между некоторыми фракциями незначительна.

Изучением нефти и продуктов ее переработки занимались многие ученые мира, но особую роль в этом сыграли русские ученые. Всех интересовал вопрос: как возникла нефть? Появились две теории — органическая и неорганическая. Согласно первой теории нефть возникла из органического сырья, т. е. из остатков некогда населявших планету растений и животных. Эта теория находит свое подтверждение в том, что в нефти обнаружены некоторые азотистые органические вещества, являющиеся, вероятно, продуктами распада природных веществ, присутствующих в тканях растений. Согласно второй теории нефть образовалась в результате действия воды в толщах земного шара на раскаленные карбиды металлов (соединения металлов с углеродом). В результате этого под влиянием высокой температуры и давления могли образоваться различные углеводороды. Эту теорию поддерживал Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907). Этот выдающийся русский химик особенно много сделал для развития нефтехимии и нефтяной промышленности в России.