5.2 - Bahan Pencuci

Sabun dan Detergen

• Sabun ialah garam natrium atau kalium bagi asid lemak. Formula amnya ialah $\mathrm{RCO}{\mathrm{O}}^{-}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ atau $\mathrm{RCO}{\mathrm{O}}^{-}{\mathrm{K}}^{+}$.
• $R$ ialah kumpulan alkil tepu atau tak tepu yang mempunyai sekurang-kurangnya 8 atom karbon, lazimnya 12–20.
• Asid lemak daripada lemak haiwan atau minyak sayuran juga boleh dineutralkan dengan alkali untuk menghasilkan sabun.
• Contoh: natrium laurat, $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{10}\mathrm{COONa}$, daripada minyak kelapa dan natrium palmitat, $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2{)}_{14}\mathrm{COONa}$, daripada minyak sawit.
• Detergen ialah bahan pencuci bukan sabun. Detergen merupakan garam natrium bagi asid sulfonik dan biasanya dihasilkan daripada sumber sintetik seperti pecahan petroleum.
• Dua kumpulan utama ialah natrium alkil sulfat, $\mathrm{ROS}{\mathrm{O}}_3^{-}\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$, dan natrium alkilbenzena sulfonat.

Penyediaan Sabun dan Detergen

• Sabun disediakan melalui saponifikasi, iaitu hidrolisis minyak atau lemak oleh alkali. Trigliserida bertindak balas dengan natrium hidroksida atau kalium hidroksida pekat untuk menghasilkan gliserol dan garam asid lemak.

• Detergen disediakan daripada pecahan petroleum melalui dua peringkat:

  1. Pensulfonan atau pensulfatan: ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ pekat bertindak balas dengan alkilbenzena untuk membentuk asid alkilbenzena sulfonik, atau dengan alkohol rantai panjang untuk membentuk alkil hidrogen sulfat. Air turut terhasil.
  2. Peneutralan: $\mathrm{NaOH}$ meneutralkan hasil tersebut untuk membentuk natrium alkilbenzena sulfonat atau natrium alkil sulfat masing-masing, serta air.

• Penambahan warna dan wangian menjadikan sabun buatan tangan lebih menarik.

Tindakan Pencucian

• Anion sabun dan detergen mempunyai bahagian hidrofilik yang larut dalam air dan bahagian hidrofobik yang larut dalam minyak atau gris; kedua-duanya bertindak sebagai agen pengemulsi.
  1. Sabun atau detergen merendahkan ketegangan permukaan air lalu meningkatkan pembasahan kain.
  2. Bahan pencuci mengion dan menghasilkan anion bergerak bebas serta ion natrium atau kalium.
  3. Ekor hidrofobik larut dalam gris sementara kepala hidrofilik kekal dalam air.
  4. Sentalaan dan goncangan menanggalkan gris daripada kain.
  5. Anion mengelilingi gris yang terapung di permukaan air dan memecahkannya kepada titisan kecil.
  6. Tolakan antara kepala bercas negatif menghalang titisan melekat semula; emulsi terbentuk dan gris tersingkir semasa pembilasan.

• Cucian kering menggunakan pelarut seperti 1,1,1-trikloroetana sebagai ganti air.

Keberkesanan dalam Jenis Air Berbeza

• Air liat mengandungi ion $\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}$ dan $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$.
• Anion sabun membentuk garam kalsium atau magnesium tidak larut yang dinamakan kekat, lalu membazirkan sabun.

• Anion detergen membentuk garam larut dengan ion tersebut, maka detergen kekal berkesan dalam air liat.

Air	Keberkesanan pencucian
Lembut	Sabun dan detergen berkesan.
Liat	Sabun kurang berkesan kerana kekat terbentuk; detergen kekal berkesan kerana tiada kekat terbentuk.
Berasid	Sabun tidak berkesan kerana asid organik tidak larut terbentuk; detergen kekal berkesan kerana asid organiknya larut.

Eksperimen 5A - Keberkesanan dalam Air Liat

• Tujuan: Membandingkan keberkesanan tindakan pencucian sabun dan detergen dalam air liat.
• Pernyataan masalah: Adakah sabun lebih berkesan daripada detergen dalam air liat?
• Bahan: Air liat, sabun, detergen dan kain bernoda gris.
• Radas: Bikar, silinder penyukat, spatula, rod kaca dan penimbang elektronik.

Bahan Tambah dalam Detergen

Bahan tambah	Fungsi dan contoh
Enzim biologi	Menanggalkan kotoran seperti darah, susu dan gula; amilase, protease, selulase, lipase
Agen pemutih	Menukarkan kotoran kepada bahan tidak berwarna; natrium perborat, natrium hipoklorit
Pemutih optik	Menjadikan kain lebih putih dan cerah; pewarna pendarfluor
Pelembut air dan pembina	Melembutkan air dan meningkatkan pencucian; natrium tripolifosfat
Agen pengawal buih	Mengawal buih; alkil monoetanolamida
Agen antienapan	Menghalang kotoran melekat semula; natrium karboksilmetilselulosa
Pewangi	Mengharumkan detergen dan fabrik; melur, lavender
Agen pengering	Mengekalkan serbuk detergen kering; natrium sulfat, natrium silikat

• Pemilihan detergen bergantung kepada kegunaan, keadaan fizik, bahan tambah, kesan sampingan, kesesuaian dengan bekalan air rumah dan kesan terhadap alam sekitar.