A mosáshoz olyan felület-aktív anyagot kell vízben oldanunk, aminek a működését a molekula szerkezete alapján érthetjük meg.
A mosás "alapelve"
Valamennyi mosószer esetén az alapelv - valamilyen módon vízoldhatóvá kell tenni a nem vízoldhatóanyagokat. Ha a környezetből csak por kerülne a ruhára (ami főleg sziliciumdioxid szemcsékből - "kvarchomokból" áll) akkor is kerülnek rá zsírok, szerves anyagok is az emberi testről. Ezek megkötik a port is a ruhán. Valamennyi mosószer tartalmaz valamilyen felületaktív anyagot. Az egyik legegyszerűbb, "legősibb" ilyen anyag a szappan. Ez egy nagyobb szénatomszámú karbonsav nátrium sója.
A vizes szappan oldatban lévő szappan molekulák szerves részei a zsírcseppecskékben feloldódnak, az ionos része a zsírcseppecske felületén marad és vízmolekulák kötődnek hozzá, így a zsír vízoldhatóvá válik. Ezen az elven azután számtalan egyéb mosószer készült pl. a sokáig "egyeduralkodó" Ultrapor (zsíralkohol-szulfonát ).
Szappan készítés
A szappanok olyan nagy szénatomszámú zsírsavak és különösen a palmitin- (C16), a sztearin-(C18) és olajsav nátrium- és káliumsói, amelyeket mosásra és mosakodásra használnak. Ismeretesek a szilárd nátriumszappanok és a folyékony káliumszappanok.
A szappant régen házilag "főzték". A disznóölések során a megmaradt zsíros, "faggyús" maradékokat vízben "lúgkővel" (nátrium-hidroxid) főzték ekkor a zsírokból (glicerines zsírsav észterek) glicerin, és a karbonsav rész nátrium sója keletkezett. Azután ebbe a "löttybe" beleraktak egy csomó konyhasót (nátrium-klorid) - ezzel "eltolták az ion egyensúlyt" és a sokkal rosszabbul oldódó szappan kivált az oldatból.
A mai mosószerek
A napjainkban használt gépi mosószerek részben más elven működnek.
Összetételük a következő:
- A "hagyományos" elvet követő összetevőt jelentik a tenzidek (felületaktív anyagok). Ezek biztosítják a szappan esetén, fentebb bemutatott hatást.
- E mellett különböző enzimeket tartalmaznak, amelyek a fehérje alapú szennyeződéseket aminosavakká bontják, vagyis kisebb könnyen oldható molekulákra. Vannak zsírokat zsírsavakká és glicerinné, illetve a keményítőt szőlőcukorrá bontó enzimek is. (A mosógatógépi mosogatószerek is hasonló enzimeket tartalmaznak.)
Az alkalmazott enzimek 40-50°C-on a leghatékonyabbak, 60°C fölött általában elbomlanak.
- Minden mosószer tartalmaz vízlágyítókat, vagyis a víz keménységét csökkentő anyagokat (főleg foszfátokat), mert a kemény vízben nem "működnek" megfelelően a felületaktív anyagok.
- Tartalmaznak lúgokat, részben zsíroldó hatásuk miatt, részben mivel a fentebb említett enzimek a lúgos pH-t "kedvelik".
- Vannak még bennük úgynevezett vázanyagok, amelyek megakadályozzák hogy a mosópor összeálljon, hogy lúgossága semlegesítődjön, és általában fokozzák a vízlágyító hatást. Polifoszfát a leggyakoribb vázanyag.
- Fehérítők is találhatók bennük, általában kétféle:
Oxidatív fehérítőszerként a mosóporokban leggyakrabban nátrium-perborátot használnak, amelynek fehérítő hatása 60°C felett érvényesül a legjobban. A belőlük felszabaduló oxigén roncsolja a vér-, bor-, és gyümölcsfoltokat, elpusztítja a kórokozókat, tehát fertőtlenít is.
Az optikai fehérítők szerves vegyületek, amelyek a színezékekhez hasonlóan megkötődnek a textílián. Elnyelik az ibolyántúli sugárzást, és kék fényt bocsátanak ki, ezzel kioltják a fehérneműk sárgás színárnyalatát.
- Tartalmaznak továbbá bizonyos segédanyagokat, amelyek akadályozzák a túlzott mértékű habképződést, elősegítik a szennylebegtetést és szintetikusan vagy természetesen illatosítanak.
Tenzidek
A felületaktív anyagok – tenzidek vagy detergensek – az oldószer, például a víz felületi feszültségét csökkentik azáltal, hogy molekuláik a folyadék felületén irányítottan helyezkednek el. Az ilyen tulajdonságú anyagok – ún. amfipatikus jellegű vegyületek – egy hosszabb szénláncú liofób (vízre vonatkoztatva hidrofób) csoportot és liofil (vízre vonatkoztatva hidrofil) atomot, vagy rövid atomcsoportot tartalmaznak. A hagyományos szappan is ilyen szerkezetű: hosszú szénláncú, természetes eredetű zsírsavak nátriumsói.
A mosószerek legfontosabb tulajdonsága a mosóhatásuk szempontjából, hogy csökkentik a felületi feszültséget. Ugyanis a víz a nagy felületi feszültsége miatt a textilszövet finom pórusaiba nem képes behatolni, ezért onnét például a zsíros szennyeződést sem tudná eltávolítani. Szappan – és más, ma használatos nagy hatású mosószerek – segítségével azonban képes erre. A detergens részecskék a zsír és a víz közötti közös határrétegbe úgy épülnek be, hogy a hidrofób részük benyúlik a zsírcsepp belsejébe, a hidrofil pedig a vízbe. Mozgatással a zsírcseppek elszakadnak a textil felületétől és emulziót képeznek.
Az enzimek
Az enzimek a szervezetben lejátszódó folyamatok reakciósebességét növelő anyagok, biokatalizátorok. Mint minden katalizátor, az enzimek is csak olyan folyamatok lejátszódását segítik elő, amelyek egyébként is végbemennének, de a reakció lényegesen lassabban játszódna le. Az enzimek az aktiválási energiát csökkentik, így az enzimeket biokatalizátoroknak tekinthetjük.
Minden enzim fehérje, emiatt működésük erősen függ a hőmérséklettől és a pH-tól, mindegyikre jellemző egy hőmérséklet- és pH-optimum. Az optimális pH rendszerint az 5-9 tartományba esik, de például a gyomorban termelődő emésztőenzim, a pepszin esetében ez 2 körüli. Az optimális hőmérséklet általában 36-40 °C környékén van.
A hétköznapi életben is használunk enzimeket, például a mosó- és mosogatószerekben zsír- és szénhidrátbontó enzimek teszik könnyebbé a foltok és szennyeződések eltávolítását. A kontaktlencse tisztító folyadékokban enzimek tisztítják meg a lencséket a fehérjéktől, ezzel előzve meg a fertőzéseket.
A vízlágyítók
A nátrium-foszfát (más néven trinátrium-foszfát vagy trisó) a foszforsav nátriummal alkotott sója. Általában fehér por formájában kapható. Képlete: Na3PO4. Vízben igen jól oldódik, bázikus oldatot hoz létre. Zsíroldószerként széles körben alkalmazzák.
Használják háztartási tisztítószerekben, mint vízlágyítót, de mivel a természetes vizekbe jutó foszfát tartalmú tisztítószerek erős algásodást okoznak, ezért használatuk nem javasolt. Általában nátrium-karbonáttal helyettesítik.
A nátrium-karbonát a szénsav nátriumsója. Hagyományos néven szóda, sziksó, mosószóda, kalcinált szóda.
Fehér színű por, vagy színtelen kristály, vízben nagyon könnyen oldódik. Mivel hidrolizál, vizes oldata lúgos kémhatású. Vizes oldatából 10 molekula kristályvízzel kristályosodik ki. Savak hatására felbomlik és a megfelelő nátrium-sókká alakul.
Eutrofizáció
Egy olyan folyamat, melynek során a szennyvízben lévő foszfor és nitrogén túl nagy mennyisége a víz elalgásodásához vezet. Eutrofizálódás folyamán az állóvizekben a tápanyag feldúsul, ezért elszaporodnak az elsődleges termelő szervezetek: fitoplanktonok (lásd plankton), gyökerező hínár-, mocsári növények. Az eutrofizáció természetes és mesterséges tavakban egyaránt előfordul. Vízfolyások esetén az eutrofizáció jelensége, a hígulás, valamint az elkeveredés jelensége miatt nem olyan jelentős.
A növényi tápanyag - elsősorban foszfor és nitrogén vegyületek főleg emberi tevékenységből származnak, mezőgazdaságból, iparból és közlekedésből, és nem utolsó sorban a háztartásokból szennyvízkibocsátás által.
Az eutrofizálódást okozó növényi tápanyagokon főleg az ortofoszfátot és a különböző nitrogénformákat értjük, mint a nitrit, nitrát, ammónium. Általában az eutrofizálódás beindulása szempontjából az ortofoszfátot tartjuk a fontosabb tényezőnek, mert ez van limitáló mennyiségben, tehát a nitrogénformák feleslegben szoktak lenni a foszfáthoz viszonyítva, ettől azonban helyenként lehetnek eltérések.
A vízfelszín növénnyel borítottsága fordítottan arányos a növények számára rendelkezésre álló fény mennyiségével: minél dúsabb a növényzet, annál kevesebb fény jut a víz alsóbb rétegeibe. Így a növények, bár túlzottan elszaporodnak, saját pusztulásukat idézik elő. Amikor a fitoplanktonok elpusztulnak a baktériumok megeszik (mineralizálják) őket. Ez a folyamat a vízben lévő oxigént felhasználja. A növényi elszaporodás nagyobb léptékű pusztuláshoz, azaz oxigénhiányhoz vezet, melynek egyenes következménye a halpusztulás. A nagy mennyiségben rendelkezésre álló tápanyagokat olyan fitoplanktonok is felhasználhatják, melyek méreganyagokat termelnek. Ezek a mérgek bekerülhetnek a táplálékláncba, vagy más fajok pusztulását idézhetik elő.
A vízszennyezés megelőzését természetvédelmi előírások betartásával, foszfortartalmú mosóporok használatának csökkentésével lehet elérni.
A természetes vizekbe szennyvizekkel bekerülő szintetikus mosószerek legfőbb kibocsátói a háztartások. A mosószerek foszfáttartalma igen veszélyes, mert tápanyagként szolgálva először egyes moszatok, majd később a virágos növények túlzott elszaporodását eredményezi. A környezetkímélő mosószerek dobozain ezért látható gyakran a felirat: "foszfátmentes". A háztartások szennyvizei mellett a mezőgazdaságban felhasznált műtrágyákat szállító diffúz (szétszórt) vízbeszivárgásokból is származnak növényi tápanyagok. A sok tápanyagot tartalmazó vizeket eutróf vizeknek, a vizek tápanyagokban való gazdagodásának folyamatát pedig eutrofizációnak nevezzük. A tápanyagokon elszaporodott növények szerves anyagai, azok elpusztulását követően, leülepednek az iszapba, ahol mikroorganizmusok bontják el őket, a víz oxigéntartalékait elhasználva. Normális - vagyis nem eutróf - körülmények között a szervesanyagképzés és -lebontás, éppúgy mint a légzés oxigénfelhasználása és a fotoszintézis oxigénkibocsátása, a vizekben egymással egyensúlyban van. Eutróf körülmények között azonban a megnövekedett szervesanyagképzés hatására az oxigénfelhasználás kerül túlsúlyba. Oxigénhiányos feltételek között rothadási folyamatok indulnak be, amelyek eredményeképpen mérgező anyagcseretermékek - pl. ammónia és kén-hidrogén - szabadulnak fel. Az egyre nagyobb mennyiségben felgyülemlő üledék a víz eliszaposodását, illetve állóvizek esetében teljes feltöltődését készíti elő. A tápanyagok felhalmozódása és az oxigénhiány tehát a vizek természetes anyagforgalmát felborítja és az öntisztulás folyamatát hátráltatja.
A Szappanfa -félék
A szappanfaalakúak (Sapindales) a kétszikűek osztályába tartozó rend, általában fák vagy cserjék. 9 család 460 nemzetségének, 5670 faja tartozik ide.
Túlnyomórészt trópusi és szubtrópusi fák és cserjék tartoznak a rendbe. Jellemző rájuk a többnyire váltakozó állású, pálhátlan, szárnyasan vagy néha tenyeresen összetett hármas vagy ép levél, a virágban a porzók és a termő között megtalálható mézfejtő diszkuszok és a kovaanyagok. Gyakran találhatók virágaikban steril sziromszerű porzók, illetve bibeszálak.
Rendszerezés
Szinte minden szerző szoros rokonsági kapcsolatot feltételez a szappanfafélék (Sapindaceae) és a rutafélék (Rutaceae) között, legtöbbször azonos főrendbe sorolva azokat.
Két ismertebb növénycsalád, a juharfélék (Aceraceae) és a vadgesztenyefélék vagy bokrétafafélék (Hippocastanaceae) a korábbi rendszertanok szerint szintén a szappanfaalakúak rendjébe tartoztak, de az APG osztályozás a szappanfafélék (Sapindaceae) családba sorolta be ezeket.
Fajai többségükben trópusi, szubtrópusi elterjedésű fás növények. Virágaik ötkörösek, öt- vagy négytagúak, gyakran zigomorfak. A több termőlevélből álló magházuk fölső állású. A virágokban gyakoriak a diszkuszképződmények. A rutavirágúak porzótájon belüli (intrasztaminális) diszkuszával szemben ebben a rendben a porzótájon k(vüli (extrasztaminális) diszkusz jellemző. A fajok - a rutavirágúaktól eltérően - leveleikben kiválasztó- vagy váladéktartó sejteket, illetve edényeket sem tartalmaznak. Gyakori az allantoinsavak, a cseranyagok és a triterpénszaponinok előfordulása. Képviselőik közül ülönösen a trópusokon előforduló gyümölcstermő fák jelentősek.
A szappanfafélék családja - Sapindaceae
Trópusi, szubtrópusi fákat és kacsokkal kapaszkodó liánnövényeket foglal magába ez a fajgazdag (kb. 2000 fajt magába foglaló) család. Nálunk is meghonosodott, kínai származású képviselője a csörgőfa (Koelreuteria paniculata) , melynek toktermései hólyagszerűen felfújtak s bennük az érett magvak csörögnek. Régebben a katolikusok borsó nagyságú fekete magvaiból imaolvasót készítettek. További gazdasági jelentőségű fajok a licsi-szilva (Litchi sinensis) és a rambután (Nephelium lappaceum). Ezek kedvelt gyümölcsét nyersen vagy befőttnek fogyasztják. Óriási alakgazdagság jellemzi a trópusi elterjedésű, fajgazdag Paullinia nemzetséget. Egyik nevezetes faja, a P. cupana termésének nagyon nagy (4-8%) a koffeintartalma. A Sapindus fajok magjából - szaponintartalma miatt - mosószert készítenek.
A vadgesztenyefélék családja - Hippocastanaceae
Nagy termetű fák. 15 fajukat ismerjük. Leveleik tenyeresen összetettek , átellenesen állók. Enyhén zigomorf[1283] virágaik karácsonyfára emlékeztető, felálló, nagy fürtös-bogas virágzatot alkotnak . Termésük húsos, tüskés falú tok. Benne két hatalmas mag fejlődik, óriási sziklevelekkel. A névadó vadgesztenye vagy bokrétafa (Aesculus hippocastanum) hazánkban igen kedvelt díszfa. Balkáni-elő-ázsiai elterjedésű. Nemcsak kertekben, parkokban, utak mentén, hanem erdei vadak takarmányozása céljából is telepítik. Magvai 3-5% szaponint tartalmazak. Belőlük érbetegségek elleni gyógyszerek készülnek. Keményítő-tartalmuk ragasztók alapanyaga.
Fák vagy cserjék. Fajaik száma 150. Pálhátlan leveleik átellenesen állnak, gyakran tenyeresen karéjosak. Sátorozó vagy bogernyőt alkotó virágaik aktinomorfak[1284]. Virágtakarójuk zöldes vagy hiányzik. Porzóik száma 2x5 vagy porzókiesés következtében 2x4. Kétrekeszű termőjükből szárnyas hasadó termés, ún. ikerlependék keletkezik. Jellemző a kalcium-oxalát, fenolszerű vegyületek, cukrok, nyálkaanyagok vagy allantoinsav előfordulása. Az északi féltekén szélesen elterjedtek. Néhány fajuk Közép-Európában is megtalálható. Ezek különböző magassági övekhez[1285] kapcsolódnak. A mezei juhar (Acer campestre) a száraz, meleg tölgyesek leggyakoribb elegyfája. Ikerlependék termésének szárnyai csaknem egy vonalban állnak. A korai juhar (A. platanoides) a gyertyános-tölgyesekre jellemző, a hegyi juhar (A. pseudo-plantanus) pedig a bükkös öv növénye. Páratlanul szárnyalt levele van a kétlaki[1286] kőrislevelű vagy zöld juharnak (A. negundo) . Elvadulva ártereken meghonosodott. A tatárjuhar (Acer tataricum) cserje vagy kis termetű fa. Az alföldi erdőssztyeppek fája. A mátrai ősjuhar (Acer acuminatilobum) néhány példánya Parádsasvár mellől ismert. Kérge hosszú pántokban hámlik le.
A hólyagfafélék családja - Staphyleaceae
50 fajból álló család. Ezek többnyire trópusi fák vagy cserjék. Leveleik átellenesen állók, páratlanul szárnyaltak. Virágaik négykörűek, körönként öttagúak. Egyetlen hazai képviselőjük az üde termőhelyeken növő hólyagfa (Staphylea pinnata) . Jellegzetessége a felfúvódott toktermése.
A zigomorf szó jelentése: kétoldalian részarányos.
A diszkusz (mézfejtő gyűrű) a virág tengelyén kialakuló gyűrű, tányér stb. alakú mézfejtő. Feladata a nektárképzés.
Aktinomorf a sugaras szimmetriájú, vagyis kettőnél több tengellyel szimmetrikus felekre osztható szerv.
Kétlaki az az egyivarú virágú növény, amelynek különböző ivarú virágai eltérő egyedeken találhatók meg. Az egylaki növény különböző ivarú virágai egyetlen növényegyeden fordulnak elő.
