De oppervlakte-actieve eigenschappen van zeep

1.Onderzoeksvraag

Hoe worden oppervlakte-actieve eigenschappen door zeep beïnvloed?

2.Voorbereiding

Materialen

• 6 reageerbuizen
• reageerbuisrek
• reageerbuishouder
• Bunsenbrander
• 3 druppelpipetten
• 3 glazen staven
• 3 maatcilinders
• Zeep
• Lineair alkylbenzenessulfaat (LAS)
• Vetalcoholethoxylaat (FAEO)
• Hard water
• Universeel indicatorpapier

3. Werkwijze

• Bereiding van oppervlakteactieveoplossingen:

  Oplossing 1:Enkele zeepvlokken worden opgelost in 10 ml gedestilleerd water.

  Oplossing 2:1 ml  LAS-oplossing wordt gemengd  met 9 ml  gedestilleerd water.

• Oplossing 3: 1 ml van de FAEO-oplossing wordt gemengd  met 9 ml gedestilleerd water.

   

  1. pH-Meting:

  Met een glazen staaf of een druppelpipet wordt één druppel van de oppervlakte-actieve oplossing genomen en gebrawcht op een stuk universeel   indicatorpapier.  De pH wordt  na ongeveer 5 seconden afgelezen.

  2. Reactie met hard water:

  In elk geval wordt 1 ml van de verschillende oppervlakte-actieve oplossingen  in een  reageerbuis met 5 ml  hard water geplaatst.   De oplossingen worden krachtig geschud.

  3. Gedrag bij verwarming:

  Ongeveer 4 ml van de oppervlakte-actieve oplossingen worden verwarmd in de reageerbuis met de bunsen.

4. Reflectie

1. pH van de oplossing:

Terwijl zeep duidelijk alkalisch   reageert in waterige oplossing, gedragen LAS en FAEO zich  neutraal.

     2. Gedrag ten opzichte van hard water:

FAEO reageert niet met hard water, LAS vertoont een lage troebelheid,   zeep vormt  kalkzeep en zal uitvlokken.

 Gedrag bij verwarming:

Zeep en LAS vertonen geen verandering  bij verhitting.  De oplossing van de FAEO wordt troebel.

1. pH-waarden van waterige oppervlakte-actieve oplossingen.

Vetzuren zijn  zwakke zuren. Zo  reageren vetzuuranionen als basen met water om hydroxide-anionen te vormen: akalische reactie.

C₁₅H₃₁COO^– _(aq)     +                  H₂O           –>                C₁₅H₃₁COOH + OH^–

Sulfonaatanionen   zijn zwakke basen, omdat de  sulfonzuren  relatief sterke zuren zijn.   Er is  geen significante protolysereactie  in waterige  oplossing.  Niet-ionische oppervlakte-actieve stoffen hebben geen invloed op de pH.

2. Gedrag van oppervlakteactieve stoffen met hard water

Zeep vormt met calciumionen slecht oplosbare  kalkzeep.   LAS  reageert met  calciumionen om calciumzouten te vormen  , maar niet in  dezelfde mate als zeep. Vetalcoholen reageren niet met alkalische aardmetaalionen.  

3. Welke speciale eigenschap vertonen niet-ionische oppervlakte-actieve stoffen bij verhitting?

Niet-ionische oppervlakte-actieve stoffen  van het type vetalcoholethoxylaten (FAEO)  vertonen een karakteristieke eigenschap: de oplosbaarheid neemt af tijdens het   verwarmen.  Boven  een bepaalde   temperatuur,   het troebelheidspunt,   vormt zich een 2-fase systeem.  Deze temperatuur is merkbaar door een sterke troebelheid van de oplossing.

De afname van  de  oplosbaarheid kan worden verklaard door de zeer grote hydrofiele moleculaire fractie van de niet-ionische oppervlakte-actieve stoffen (de polyethergroep).   Door de toenemende thermische beweging van de  watermoleculen bij toenemende temperatuur wordt de hydratatie  verstoord.  De hydratatie-energie (en   dus ook de oplosbaarheid)   neemt af.