mail   eng   rus       +7 (495) 956 68 80/81  +7 (495) 902 60 35

 ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАНСУЛЬФОНОВОЙ (LUTROPUR, BASF), МУРАВЬИНОЙ (BASF) И ДРУГИХ КИСЛОТ В СРЕДСТВАХ БЫТОВОЙ ХИМИИ

 
Компания "Био-Хим" для использования в средствах бытовой химии предлагает высококачественные продукты от фирмы "BASF": метансульфоновую (торговая марка "Lutropur") и муравьиную кислоту. Применение данного химического сырья обусловлено как общими свойствами, присущими всем кислотам, так и особенностям, характерным для метансульфоновой и муравьиной кислот.
Практика использования кислот в средствах бытовой химии имеет давнюю традицию. В присутствии кислот легко удаляются известковые осадки, кальциевые мыла, мочевой камень, следы цементного раствора, ржавчина, патина, ярь-медянка, а также другие минеральные и  минерально-органические отложения. Кислотными средствами бытовой химии часто являются следующие продукты:  средства для чистки унитазов, средства для удаления накипи, средства для чистки ванных комнат, ополаскиватели для посудомоечных машин, средства для чистки металлических поверхностей, средства для чистки колёсных дисков автомобилей, кондиционеры для белья и др.
Эффективное действие кислот в составе моющих и чистящих средств обусловлено главным образом высокой концентрацией ионов водорода (H+), создаваемой ими в водных растворах при диссоциации. Кислую реакцию среды могут создавать также различные соли, например кислые (KHSO4, NaHSO4, NaH2PO4 и др.) и гидролитически кислые (NH4Cl, (NH4)2SO4 и др.). Перечень кислот достаточно велик. Кроме распространённых минеральных и органических кислот к нему можно отнести анионные поверхностно-активные вещества в кислой форме, фосфоновые и аминокарбоновые комплексоны, кислотные красители и ряд других соединений. В данной статье будут рассмотрены свойства метансульфоновой, муравьиной и других кислот, которые уже нашли своё широкое применение в средствах бытовой химии. Их выбор – не случайность.
Для использования в рецептурах моющих и чистящих средств кислоты выбираются в соответствии со следующими критериями:
– агрегатное состояние;
– растворимость;
– летучесть;
– токсичность;
– сила кислоты;
– комплексообразующая способность;
– коррозионное и разрушающее действие на материалы;
– совместимость с другими компонентами чистящих и моющих средств;
– биоразлагаемость.
Попытаемся подробнее рассмотреть, как свойства кислот определяют их применение.
 
Агрегатное состояние. Кислоты преимущественно производятся в двух товарных формах – жидкой и твёрдой. Жидкими продуктами могут быть не только индивидуальные вещества, как метансульфоновая и муравьиная кислоты, но и водные растворы. Так твердая ортофосфорная кислота производится промышленностью не в виде чистого твердого вещества, а в виде 85 %-ного водного раствора, представляющего собой сиропообразную жидкость. Жидкостью также являются водные растворы газообразного хлороводорода, называющиеся соляной кислотой. Каждая из форм кислот имеет свои преимущества в обращении. Твёрдые кислоты удобнее, безопаснее и дешевле транспортировать. В отсутствии воды они имеют низкую коррозионную активность по отношению к материалам, дольше хранятся и выдерживают резкие перепады температур. Из твёрдых веществ изготавливают порошкообразные, гранулированные и таблетированные чистящие средства. Жидкие кислотные продукты легче дозировать, загружать в герметичные реакторы (перекачивать, заливать), перемешивать с другими компонентами на производстве. Таким образом, в зависимости от агрегатной формы средств бытовой химии и технологии их производства востребованной оказывается или твердая или жидкая форма кислоты.
Растворимость. Кислоты являются полярными соединениями, поэтому, согласно правилу «подобное растворяется в подобном», они хорошо растворимы в таких полярных растворителях как вода и спирты. Кислоты с беконечной (как метансульфоновая и муравьиная) и высокой растворимостью позволяют изготавливать концентрированные моющие и чистящие средства. Концентраты особенно эффективны для применения на сильнозагрязнённых поверхностях, а также позволяют экономить на таре и транспортных расходах.
При оценке растворимости кислот всегда необходимо помнить также и о растворимости образуемых ими солей. Ионы кальция, магния, железа и других металлов, переходящие в водный раствор при удалении минеральных отложений, должны образовывать с анионами кислот хорошо растворимые соединения для того, чтобы очистка была эффективной. В качестве примера можно сравнить растворяющее действие метансульфоновой, соляной и фосфорной кислоты на карбонат кальция. Образующиеся в результате реакций соли – месилат кальция (кальциевая соль метансульфоновой кислоты) ((СH3SO3)2Ca), хлорид кальция (CaCl2) и дигидрофосфат кальция (Ca(H2PO4)2), имеют разную растворимость. Для месилата кальция растворимость в воде при 20°С составляет 103,8 г/100г, для хлорида кальция 74,5 г/100г а для дигидрофосфата кальция 1,0 г/100г. Очевидно, что в растворе метансульфоновой кислоты раствориться гораздо большее количество карбоната кальция, чем в растворе соляной и тем более фосфорной кислоты. На данном примере важно учесть ещё одну особенность. В случае применения многоосновных кислот в растворе первоначально образуются кислые соли, а затем средние. Растворимость кислых солей, как правило, выше, чем средних, поэтому небольшой избыток многоосновной кислоты в растворе способствует процессу растворения минеральных осадков. В табл. 1 представлены сведения о растворимости некоторых распространённых минеральных и органических кислот в воде при комнатной температуре.  
 
Таблица 1. Сравнительные свойства наиболее часто используемых кислот в рецептурах средств бытовой химии
 
Кислота
Химическая формула
Графическая формула
Молярная масса
Агрегатное состояние
Летучесть
Сила кислоты*
Основность кислоты
Растворимость в воде, г/100г при 20°С
Адипиновая
H10C6O4
146,15
тв.
4,42
5,28
2
1,5
(при 15°С)
l-Аспаргиновая
H7С4O4N
Файл:Asparaginsäure - Aspartic acid.svg
133,12
тв.
3,90
10
2
0,5
d-Винная
H6C4O6
150,9
тв.
2,98
2
139
Гликолевая
H4C2O3
76,05
тв.
3,82
1
> 230
Лимонная
H8С6O7
192,13
тв.
3,13
4,76
6,40
3
133
Малеиновая
H4C4O4
116,07
тв.
1,92
6,23
2
78,8
(при 25°С)
Малоновая
H4С3O4
104,06
тв.
2,86
5,70
2
73,5
CH4O3S
Метансульфоновая кислота
96,10
жид.
– 1,9
1
¥
Молочная
H6С3O3
90,08
тв.
3,86
1
> 400
Муравьиная (BASF)
H2CO2
46,03
жид.
+
3,75
1
¥
Пропионовая
H6С3O2
74,08
жид.
+
4,87
1
¥
Серная
H2SO4
98,07
жид.
– 3
1,9
2
¥
Соляная
HCl
 
H–Cl
 
36,46
жид.
+
– 7
1
¥
Сульфаминовая
H3NO3S
97,10
тв.
0,99
1
17,57
Уксусная
H4C2O2
60,05
жид.
+
4,75
1
¥
Фосфорная
H3PO4
98,00
тв.
2,12
7,20
11,9
3
¥
Щавелевая
H2C2O4
90,04
тв.
1,27
4,27
2
10
dl-Яблочная
H6С4O5
134,09
тв.
3,40
5,11
2
144
(при 25°С)
Янтарная
H6C4O4
118,09
тв.
4,21
5,64
2
6,8
 
* Силу кислоты можно оценить по значению отрицательного логарифма ступенчатой константы диссоциации кислоты (pKa). Чем меньше значение величины, тем сильнее кислота. Для многоосновных кислот значения pKa по второй (и третьей) ступени приводятся во второй (и третьей) строках столбца ячейки, соответственно.
 
Летучесть. Низкомолекулярные жидкие кислоты, такие как муравьиная, уксусная, пропионовая и соляная являются весьма летучими. При высоких концентрациях и температурах данные кислоты интенсивно испаряются, загрязняя воздух. Помимо острого кислого запаха, пары летучих кислот действуют раздражающе на слизистые оболочки, особенно на конъюктиву, носоглотку и верхние дыхательные пути. Особенно опасны пары летучих кислот в больших концентрациях. Они способны нанести серьёзный вред человеку и животным, а также могут образовывать с воздухом взрывчатую смесь и быть пожароопасными. Присутствие в воздухе кислотных паров может вызывать коррозию металлических конструкций, особенно во влажной атмосфере. Вредное воздействие летучих кислот можно уменьшить путём снижения их концентрации в рецептурах чистящих и моющих средств до приемлемого уровня. Для каждой летучей кислоты оптимальная концентрация устанавливается индивидуально. Так, содержание соляной кислоты в средствах готовых к употреблению не должно превышать 5-7% по массе (в пересчёте на хлороводород).
Летучесть кислот в отдельных случаях служит преимуществом. Так использование муравьиной кислоты в закрытых емкостях, позволяет дезинфицировать не только поверхности, контактирующие с чистящим раствором, но также и поверхности, контактирующие с газовой фазой.
Токсичность. Токсическое действие кислот может проявляться по-разному. Данные соединения обладают, в первую очередь раздражающим эффектом, сила которого частично зависит от диссоциации кислоты и ее растворимости в воде. Чтобы избежать воздействия кислотных паров во время и после применения кислотных средств бытовой химии помещение необходимо тщательно проветрить. Применять моющие и чистящие средства, содержащие кислоты, рекомендуются в резиновых перчатках и защитных очках если показатель активности водородных ионов (рН) средства или водного раствора средства с массовой долей 1% менее 3,0. Если средство контактирует с посудой, то удаление его следов достигается 2-3 кратным ополаскиванием тёплой водой. Все практически используемые минеральные и органические кислоты должны быть малотоксичными.
Сила кислоты. При очистке должны использоваться кислоты сильные или средней силы. Чем сильнее кислота, тем меньше рН рабочего раствора (при равных молярных концентрациях и основности кислот) и тем интенсивнее процесс растворения минеральных и минерально-органических отложений. Желательно применение многоосновных кислот и/или кислот небольшой молекулярной массой. Использование таких соединений значительно увеличивает буферную ёмкость раствора чистящего средства после его частичной нейтрализации в сравнении с одноосновными кислотами. При одинаковой силе кислот и их массовом содержании в чистящем средстве минимальное значение рН раствора будет соответствовать кислоте с меньшей молекулярной массой.
 
Таблица 2. Количество ммоль протонов (H+) получаемое при диссоциации 1 моль различных кислот
 
Кислота
Количество протонов (H+), ммоль
Уксусная кислота
4
Муравьиная кислота
10
Лимонная кислота
50
Фосфорная кислота
80
Сульфаминовая кислота
270
Метансульфоновая кислота
1000
Соляная кислота
1000
Серная кислота
1095
 
Комплексообразующая и коррозионная способность. Анионы кислот могут обладать комплексообразующим действием по отношению к ионам кальция, магния, железа, меди, никеля и других металлов. Образование устойчивых водорастворимых комплексных соединений ионов металлов с анионами кислот чистящего средства способствует растворению накипей, а также удалению продуктов коррозии с металлических поверхностей. Однако, комплексообразующие свойства анионов кислот обуславливают и их коррозионное действие на металлы. Так, анионы метансульфоновой кислоты не обладают комплексообразующими свойствами и коррозионное действие их на металлы минимально. Напротив, хлорид-ионы соляной кислоты, являются типичными комплексообразователями и поэтому, водные среды, содержащие хлорид-ионы, являются весьма агрессивными по отношению к металлическим поверхностям. Метансульфоновая кислота "Lutropur" от компании "BASF" в отличие от аналогичных продуктов, существующих  на рынке, не содержит хлоридов и поэтому не требует дорогостоящих ингибиторов коррозии при введении в рецептуры средств бытовой химии.
Многие используемые в быту материалы чувствительны к воздействию протонов кислот. В кислых средах легко разрушаются гипс и натуральные камни, содержащие известняк (мрамор, мозаика, цементные и бетонные поверхности, клинкер и т.п.); эмали; металлы; ткани, в особенности изготовленные из хлопчатобумажных и  полиамидных волокон; поливинилхлорид; полиэтилентерефталат. По отношению к определённым видам чувствительных к кислотам поверхностей можно подобрать определённую кислоту и её концентрацию, чтобы минимизировать разрушающее воздействие. На практике также широко используют различные добавки к кислотным средствам, например, ингибиторы кислотной коррозии металлов, чтобы предотвратить растравливание металлов.
Совместимость с другими компонентами чистящих и моющих средств. При введении кислот в рецептуры средств бытовой химии следует обращать особое  внимание на то, что кислая среда может приводить к разложению других соединений. Из сырьевых компонентов наиболее чувствительны к действию низких значений рН среды красители, отдушки, ферменты и поверхностно-активные вещества. Их стабильность может быть гарантирована тщательным анализом соответствующей технической информации, а также практическими испытаниями в климатической камере при высоких температурах в течение продолжительного времени.
Биоразлагаемость. Способность кислот в течение короткого промежутка времени химически разлагаться под действием факторов окружающей среды (например, воздуха, воды, солнца, микроорганизмов и др.) является одним из важных требований экологической безопасности. Как правило, наилучшую биоразлагаемость проявляют соединения широко распространённые в природе. Многие из представленных в таб. 1 органических кислот, в том числе метансульфоновая и муравьиная, имеют высокий уровень биоразлагаемости.
 
Литература
1. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. СПб.: Химия, 1994. 432 с.
2. Средства для очистки и ухода в быту. Химия, применение, экология и безопасность потребителей / Под ред. Германа Г. Хауталя  и Гюнтера Вагнера. М.: Косметика и медицина, 2007. 440 с.
3. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка. 1974. 991 с.
4. https://biokhim.com/catalog/household_chemicals/acids/Lutropur_MSA.html
 
 

Продукты

Lutropur MSA

Метансульфоновая кислота

Метансульфоновая кислота - без запаха -сильная органическая кислота -бесцветная, нет токсичных паров -не окислитель, высокая термическая устойчивость - действует быстрее, чем HCl - дает гладкие и блестящие поверхности - синергизм с сульфаминовой кислотой - более эффективна, чем лимонная и муравьиная кислоты - не содержит хлора, азота - легко подвергается биоразложению - низкое содержание углерода, часть естественного цикла обмена серы

 

карточка продукта

Производитель: BASF
Торговое название: Lutropur MSA
Химическое название: Methanesulfonic acid
INCI:

Lutropur_MSA versus other MSA grades_Mar2017_Rus.pdf
Lutropur_MSA_presentation.pdf


Лимонная кислота

Лимонная кислота

Возможна поставка данного вида сырья под заказ.

 

карточка продукта

Производитель:
Торговое название: Лимонная кислота
Химическое название:
INCI:




Офис в Москве

+7 (495) 956-6880 / 81
+7 (495) 902-6035
+7 (495) 785-7679
inmail@biokhim.com
123007, г.Москва, ул. Розанова, д.10, стр.1


Склады

Москва

Московская обл., г. Сергиев Посад, Московское ш., 46-а. Cклад «Терминал»

Санкт-Петербург

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, д.10. ООО «Регион»



© 2007-2017 БИО-ХИМ Все материалы защищены ст. 146 УК РФ.
logo