Chemie pro šílence 32. Z pěny zrození

17. srpna 2014 v 6:22 | Petr |  Chemie pro šílence
Minule jsme nakousli kyselinu palmitovou, která je součástí každého tuku, včetně vepřového sádla, ale své jméno dostala podle palmového oleje, ve kterém je jí nejvíce. Problém je v tom, že pokud chcete kyselinu palmitovu "vidět naživo" nekupujte si v Kauflandu sádlo, prototože v tucích jsou tyto tzv "mastné kyseliny" jako estery s glycerinem. Kupte si mýdlo (tuhé - kostku - nejlépe "na praní") - tam je kyseliny palmitové nejvíce - ve formě sodné soli - tedy "palmitát sodný".

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 -CH2-CH2-CH2-COONa

Oblíbeným domácím pokusem je "vaření mýdla" tedy ve vodě rozpustíme vepřové sádlo a do roztoku, který tak - tak vaří přidáváme "sodu" (uhličitan sodný) nikolivu "jedlou sodu" tedy hydrogenuhličitan sodný. Odvážní mohou za přísných bezpečnostních opatření zahrnujících rukavice, plášť a chemický štít na obličej přidávat do roztoku i pecičkový hydroxid sodný. Najednou začne - za stálého pomalého míchání a pomalého vaření - reakce probíhat a na povrchu roztoku začne místo "masných ok" plavat bílá vločkovitá hňahňanina - mýdlo. Mimochodem plášť, rukavíce a ochranný štít doporučuju i u varianty se sodou a ne že na mně pošlete svoji vdovu, sirotky, nebo rodiče pro alimenty, bolestné a odškodné za vypálené oko nebo jiný orgán.

Princip mýdla z kyseliny palmitové je v tom, že palmitát sodný je "povrchově aktivní látka" - molekula která má dva konce - jeden s -COONa skupinou, který je rozpustný ve vodě a druhý -CH2-CH2-CH2- - silně nepolární a díky své mastné podstatě "rozpustný v tucích" - a dalších nepolárních rozpouštědlech jako je třeba oblíbený toluen, hexan atd.


Pokud má jedna molekula dva výrazně odlišné konce - snaží se v roztoku dostat do pozice aby oba konce si našly "vyhovující podmínky" V případě mýdla je to tak, že COONa se rozpouští ve vodě a CH2CH2CH2 se "rozpouští" v mastné špíně na vašich rukou / prádle / nádobí. Výsledkem je že mýdlo rozdělí špínu na nepatrné kapičky zvané "micely". Shoppaholičky znají totéž z kosmetických reklam pod jménem "liposomy" akorát tam není uvnitř špína, ale nějaké "zázračné molekuly" po kterých se mládne nejméně o 100 let.


V pradávných dobách před 4 miliardami let se stalo že dovnitř micel v tehdejších oceánech pronikla voda a micela se tím změnila ve váček tekutiny oddělé dvojitou vrstvou "povrchově aktivních molekul" od okolního moře. Tím začala mezi micelou a okolím probíhat výměna molekul a prababička baktérie byla na světe.
Matička příroda používá tento princip dodnes akorát dneska už "buněčné membrány" netvoří jen tak nějaké molekuly "co se namanuly" ale je říženě syntetizovaná a přísně organizovaná "buněčná kůže" oddělující buňky od okolního světa tvořená "fosfolipidovou dvojvrstvou". dokonce i mozek obsahuje 60% vody a (skoro) 40% těchto "ušlechtilých tuků" a krom nepatrné příměsi bílkovin a sacharidů - téměř nic jiného.

Pokud do roztoku vháníme vzduch - povrchově aktivní molekuly se svojí "hydrofobní částí" -CH2-CH2-CH2- postaví tak že tyto části vyčnívají do vzduchu a mohou takto bubliny vzduchu uzavřít a oddělit od sebe. Vzduch obalený mýdlem pak stoupá k hladině, kde vznikně "pěna". Vtíp je v tom, že koncentrace látek v pěně se velice výrazně liší od koncentrace látek ve zbytku vodného roztoku. obecně vzato všechna "špína" a nepolární - ve vodě nerozpustné molekuly, které nikdy nejsou 2x zdraví prospěšné se koncentrují v pěně.

Přírodní čistírny odpadních vod tedy fungují takto - voda v peřejích se napění, spodem proudu relativně čistá voda proteče a do pěny na hladíně svítí sluníčko UV světlem a rozkládá vše, co je tam zakoncentrováno. Vymysleli byste to lépe ?

Zbývá už jemom vysvětlit jaký je rozdíl mezi buňkami a bublinami. Pricnip je v tom, že v buňkách je ve vodě rozpustná část povrchově aktivních molekul směrem ven z buňky a dovnitř "lipidové dvojvrstvy" čouhají "nepolární ocasy" molekul. U bublin je to přesně naopak - do vzduchu uvnitř a vně bubliny čouhají nepolární "ocasy" a dovnitř membrány bubliny směřuje ve vodě rozpustný konec.

Jasné ? Myslím že teď chápete nejen význam "povrchově aktivních látek" ale myslím že i podstatu některých lidí to docela vysvětluje ne ? Mimochodem - na téma tohoto příspěvku mě přivedl kolega robotik, když si stěžoval, že mu pění voda v septiku a nechápal, proč jsem se mu snažil vnutit myšlenku, že z hlediska čistoty vody je to spíše dobře.

Doufám, že jsem nezapoměl na nic podstatného - snad jedině na radu robotům ke zničení lidstva - husté pěny jsou lidem nebezpečné, protože znemožňují dýchání. Po napěněné vodě nemohou plout lodě, ale pozor - pěny, zejména ty husté často bývají lepkavé a korozivní a elektrickým obvodům se v takových pěnách daří stejně špatně, jako lidem.
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Komentáře

1 Vašek Vašek | 17. srpna 2014 v 22:40

Prázdniny nebo kdovíco. Tak po dlouhý době zase já co ho Dalík nenasere: Petře děkuji..

2 Dalík Dalík | 13. října 2014 v 12:22

No tenhle článek mi úplně vypadl, moc pěkný. Potíž s chemií je ta, že si člověk musí pamatovat strašnou spoustu pojmů.

Komentáře jsou uzavřeny.


Aktuální články

Reklama