डिटर्जेंट

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डिटर्जेंट

एक अपमार्जक एक आर्द्रक या आर्द्रक का मिश्रण होता है जिसके तनु घोल में सफाई के गुण होते हैं।[1] अपमार्जक की एक विशाल विविधता ज्ञात है, एक सामान्य परिवार एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट् है, जो साबुन जैसे यौगिक होते हैं जो कठोर जल में अधिक घुलनशील होते हैं, क्योंकि ध्रुवीय सल्फोनेट में (अपमार्जक का) ध्रुवीय कार्बोक्सिलेट (साबुन का) की तुलना में कठोर जल में पाए जाने वाले कैल्शियम और अन्य आयनों से बांधे जाने की कम संभावना होती है।

परिभाषाएँ

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अपमार्जक शब्द लैटिन विशेषण डिटर्जेंस से और क्रिया डिटर्जेरे  से लिया गया है, जिसका अर्थ है पोंछना या पॉलिश करना। अपमार्जक  एक आद्रर्क या आद्रर्क का मिश्रण होता है जिसके तनु घोल में सफाई के गुण होते हैं।[1]यद्यपि पारंपरिक रूप से, साबुन (प्राकृतिक वसायुक्त अम्ल का एक नमक) के विपरीत, अपमार्जक का उपयोग कृत्रिम  सफाई  वाले यौगिकों के लिए किया जाता है, यद्यपि साबुन भी सही अर्थों में एक अपमार्जक है।[2] घरेलू संदर्भों में, अपमार्जक शब्द घरेलू सफाई के उत्पादों जैसे कपड़े धोने का अपमार्जक या बर्तन अपमार्जक को संदर्भित करता है, जो वास्तव में विभिन्न यौगिकों के जटिल मिश्रण होते हैं, जिनमें से सभी अपमार्जक नहीं होते हैं।

डिटर्जेंसी एक कार्यद्रव (जैसे कपड़े) से 'मिट्टी' कहे जाने वाले अवांछित पदार्थों को हटाने की क्षमता है।[3]

संरचना और गुण

अपमार्जक एक उभयस्नेही संरचना वाले यौगिकों का एक समूह है, जहां प्रत्येक अणु में एक जलंरागी (ध्रुवीय) सिर और एक लंबी जलभीत (गैर-ध्रुवीय) पूंछ होती है। इन अणुओं का जलभीत भाग सीधा या शाखित-श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन के रूप का हो सकता है, या इसमें एक रसायनिक विशेष  संरचना हो सकती है। जलंरागी भाग अधिक विविध है, वे आयनिक या गैर-आयनिक हो सकते हैं, और एक साधारण या अपेक्षाकृत विस्तृत संरचना के रूप में हो सकते हैं।[4] अपमार्जक आद्रर्क होते हैं क्योंकि वे सतह के तनाव को कम कर सकते हैं। उनकी दोहरी प्रकृति जल के साथ जलभीत यौगिकों (जैसे तेल और ग्रीस) के मिश्रण की सुविधा प्रदान करती है। क्योंकि वायु जलंरागी नहीं है,अपमार्जक भी अलग-अलग डिग्री के फेनन कारक हैं। ।

अपमार्जक के अणु एकत्र होकर मिसेल बनाते हैं, जो उन्हें जल में घुलनशील बनाता है।अपमार्जक का जलभीत समूह मिसेल गठन का मुख्य प्रेरक बल है, इसका एकत्रीकरण मिसेल के जलभीत कोर का निर्माण करता है।मिसेल ग्रीस, प्रोटीन या गंदे कणों को हटा सकता है। जिस सांद्रता पर मिसेल बनना शुरू होता है वह महत्वपूर्ण मिसेल सांद्रता (CMC) है, और जिस तापमान पर मिसेल आगे विलयन को दो चरणों में अलग करने के लिए एकत्रित होता है वह तोयद बिंदु होता है जब विलयन  मटमैला हो जाता है और अपमार्जकता इष्टतम होती है।[4]

क्षारीय pH में अपमार्जक बेहतर काम करते हैं। अपमार्जकों के गुण एकलक की आण्विक संरचना पर निर्भर करते हैं। झाग की क्षमता शीर्ष समूह द्वारा निर्धारित की जा सकती है, उदाहरण के लिए ऋणायनी आद्रर्क उच्च-झाग वाले होते हैं, जबकि धनायनी आद्रर्क बिना झाग वाले या निम्न -झाग वाले हो सकते हैं।[5]

अपमार्जक का रासायनिक वर्गीकरण

आद्रर्क के विद्युत आवेश के आधार पर, अपमार्जक को चार व्यापक समूहों में वर्गीकृत किया जाता है।[6]

ऋणायनी अपमार्जक

विशिष्ट ऋणात्मक अपमार्जक एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट् हैं। इन आयनों का एल्काइलबेंजीन भाग वसारागी है और सल्फोनेट जलंरागी है। इसकी दो किस्मों को लोकप्रिय बनाया गया है, वे जो शाखायुक्त एल्काइल समूहों के साथ और वे जो रैखिक एल्काइल समूहों के साथ हैं। आर्थिक रूप से उन्नत समाजों में इसके पूर्ववर्ती को बड़े पैमाने पर समाप्त कर दिया गया था क्योंकि वे खराब जैवनिम्नीकरणीय हैं।[7]  ऋणायनी अपमार्जक अपमार्जक का सबसे साधारण रूप है, और घरेलू बाजारों के लिए अनुमानित 6 बिलियन किलोग्राम ऋणायनी  अपमार्जक का उत्पादन किया जाता है।

पित्त अम्ल, जैसे डीऑक्सीकोलिक अम्ल (DOC), वसा और तेल के पाचन और अवशोषण में सहायता करने के लिए यकृत द्वारा उत्पादित ऋणायनी अपमार्जक हैं।

तीन प्रकार के ऋणात्मक अपमार्जक : एक शाखित सोडियम डोडेसिलबेंजीनसल्फोनेट, लीनियर सोडियम डोडेसिलबेंजीनसल्फोनेट और एक साबुन।

धनायनित अपमार्जक

धनायनिक अपमार्जक ऋणायनी अपमार्जक के समान होते हैं, परन्तु चतुर्धातुक अमोनियम जलंरागी ऋणायनी सल्फोनेट समूह का स्थान ले  लेता है। अमोनियम सल्फेट केंद्र सकारात्मक रूप से आवेशित होता है।[7] धनायनिक पृष्ठसक्रियकारकों में साधारणतय खराब अपमार्जकता होती है।

गैर-आयनिक अपमार्जक

गैर-आयनिक अपमार्जक उनके अपरिवर्तित, जलंरागी शीर्ष समूह की विशेषता है। विशिष्ट गैर-आयनिक अपमार्जक पॉलीऑक्सीएथिलीन या ग्लाइकोसाइड पर आधारित होते हैं। पूर्व के सामान्य उदाहरणों में ट्वीन, ट्राइटन और बृज श्रृंखला सम्मिलित हैं। इन सामग्रियों को एथोक्सिलेट् या पेगीलेट् और उनके मेटाबोलाइट्, नोनीफ्लेनोल के रूप में भी जाना जाता है।ग्लाइकोसाइड् में उनके अपरिवर्तित जलंरागी शीर्ष समूह के रूप में एक शर्करा होती है। उदाहरणों में ऑक्टाइल थियोग्लुकोसाइड और माल्टोसाइड सम्मिलित हैं। हेगा और मेगा श्रृंखला अपमार्जक समान हैं, जिसमें शीर्ष समूह के रूप में एक शर्करा एल्कोहल होता है।

उभयधर्मी अपमार्जक

Further information: Surfactant § Applications and sources

एम्फ़ोटेरिक या ज़्विटरियोनिक अपमार्जको में एक विशेष pH रेंज के भीतर ज़्विटेरियन होते हैं, और 1 और -1 आवेशित रासायनिक समूहों की समान संख्या की उपस्थिति से उत्पन्न होने वाला शुद्ध शून्य आवेश होता है। उदाहरणों में CHAPS सम्मिलित हैं।

इतिहास

See also: Soap § History

2,500 ईसा पूर्व में सुमेरियन समय से कपड़े धोने के लिए साबुन को आद्रर्क के रूप में प्रयोग करने के लिए जाना जाता है।[8] प्राचीन मिस्र में, सोडा का उपयोग धोवन योज्य के रूप में किया जाता था। 19वीं शताब्दी में, कृत्रिम पृष्ठ सक्रियकारकों उदाहरण के लिए जैतून के तेल का निर्माण प्रारम्भ हुआ।[9],1860 के दशक में संयुक्त राज्य अमेरिका में साबुन बनाने में सोडियम सिलिकेट (पानी का गिलास) का प्रयोग किया गया था[10] और 1876 में, हेंकेल ने सोडियम सिलिकेट-आधारित उत्पाद बेचा जिसे साबुन के साथ प्रयोग किया जा सकता है और "सार्वभौमिक अपमार्जक " के रूप में विपणन किया जा सकता है। जर्मनी के पहले ब्रांड नाम अपमार्जक विरंजक सोडा का उत्पादन करने के लिए सोडा को सोडियम सिलिकेट के साथ मिलाया गया था।[11] 1907 में हेन्केल ने हाथ से कपड़े धोने की श्रमसाध्य रगड़ को खत्म करने के लिए पहले 'आत्म अभिनय' धुलाई अपमार्जक अजमोद को  प्रारंभ करने के लिए विरंजक कारक सोडियम पेरोबेट भी जोड़ा।।[12]प्रथम विश्व युद्ध के दौरान साबुन बनाने के लिए आवश्यक तेल और वसा की कमी हो गई थी। साबुन के विकल्प खोजने के लिए, रसायनज्ञों द्वारा जर्मनी में कोलतार से प्राप्त कच्चे माल का उपयोग करके कृत्रिम अपमार्जक बनाए गए थे।[13][14][9] यद्यपि ये शुरुआती उत्पाद पर्याप्त अपमार्जकता प्रदान नहीं करते थे। 1928 में, वसीय एल्कोहल के सल्फेशन के माध्यम से प्रभावी अपमार्जक बनाया गया था, लेकिन 1930 के दशक के प्रारम्भ में कम लागत वाले वसीय एल्कोहल के उपलब्ध होने तक बड़े पैमाने पर उत्पादन संभव नहीं था।[15]निर्मित कृत्रिम अपमार्जक कठोर जल में साबुन की तुलना में अधिक प्रभावी और कम मैल बनाने की संभावना रखते थे ,और अम्ल और क्षारीय अभिक्रियाओं को भी समाप्त कर सकते है और गंदगी को विघटित कर सकते है। 1932 में जर्मनी में हेन्केल द्वारा वसीय  एल्कोहल सल्फेट वाले वाणिज्यिक अपमार्जक उत्पादों की बिक्री प्रारम्भ हुई।[15]संयुक्त राज्य अमेरिका में 1933 में प्रॉक्टर द्वारा अपमार्जक बेचे गए।[14]यद्यपि अमेरिका में इसकी  बिक्री धीरे-धीरे बढ़ी जब तक कि 1940 के दशक की शुरुआत में प्रभावी फॉस्फेट बिल्डर के साथ 'निर्मित' अपमार्जक की शुरूआत नहीं हुई।[14]।[16]विकसित करने वाले कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों के कीलेटीकरण के माध्यम से यह जल को मृदु करके, क्षारीय pH को बनाए रखने में सहायता  करने के साथ-साथ गंदे कणों को फैलाने और घोल में रखने से आद्रर्क के प्रदर्शन में सुधार करता है। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद पेट्रो रसायन उद्योग के विकास ने भी कृत्रिम आद्रर्क की एक श्रृंखला के उत्पादन के लिए सामग्री का उत्पादन किया, और एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट् सबसे महत्वपूर्ण अपमार्जक आद्रर्क  बन गए।[17] 1950 के दशक तक, कपड़े धोने का अपमार्जक  व्यापक हो गया था, और बड़े पैमाने पर विकसित देशों में कपड़े धोने के लिए साबुन को बदल दिया गया था।[15]पिछले कुछ वर्षों में, विभिन्न उद्देश्यों के लिए कई प्रकार के अपमार्जक  विकसित किए गए हैं, उदाहरण के लिए,सामने से लोड की जाने वाली  प्रक्षालित्र में उपयोग के लिए कम झाग वाले अपमार्जक, ग्रीस और गंदगी को हटाने में प्रभावी अत्यधिक टिकाऊ अपमार्जक, सभी उद्देश्य वाले अपमार्जक और विशेषता अपमार्जक ।[14][18]ये कपड़े धोने के उपयोग के बाहर विभिन्न उत्पादों में सम्मिलित हो जाते हैं, उदाहरण के लिए बर्तन धोने वाले अपमार्जक , शैम्पू, दंतमंजन, औद्योगिक मार्जक और स्नेहक और ईंधन में कीचड़ या जमा के गठन को कम करने या रोकने के लिए।[19] अपमार्जक उत्पादों के निर्माण में विरंजक, सुगंध, रंजक और अन्य योजक सम्मिलित हो सकते हैं। यद्यपि,अपमार्जक में फॉस्फेट के उपयोग ने पोषक तत्वों के प्रदूषण और अपमार्जक के निर्माण में बदलाव की मांग पर चिंता जताई।[20] ब्रांकेड एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट (टेट्राप्रोपिलीनबेंजीन सल्फोनेट) जैसे आद्रर्क के उपयोग पर भी चिंता जताई गई थी, जो पर्यावरण में बने रहते हैं, जिसके कारण आद्रर्क द्वारा उनका प्रतिस्थापन किया जाता है जो अधिक जैवनिम्नीकरणीय होते हैं जैसे कि लीनियर एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट।[15][17]पिछले वर्षों के विकास में एंजाइमों का उपयोग, जिओलाइट A और एनटीए जैसे फॉस्फेट के विकल्प,विरंजन उत्प्रेरक के रूप में TAED, चीनी आधारित आर्द्रक जो जैवनिम्नीकरणीय और त्वचा के लिए हल्के होते हैं, और अन्य हरे अनुकूल उत्पादों के साथ-साथ परिवर्तन के रूप में सम्मिलित हैं। वितरण के रूप जैसे टैबलेट, जैल और पॉड्स।[21][22]

अपमार्जकके प्रमुख अनुप्रयोग

कपड़े धोने का अपमार्जकपॉड्स।

घरेलू सफाई

Main articles: Laundry detergent and Dishwasher detergent

अपमार्जक के सबसे बड़े अनुप्रयोगों में से एक घरेलू और दुकान की सफाई के लिए है, जिसमें बर्तन धोना और कपड़े धोना सम्मिलित है। ये अपमार्जक प्रायः चूर्ण या सांद्र विलयन के रूप में उपलब्ध होते हैं, और इन आपमार्जकों के निरूपण प्रायः आद्रर्क के अतिरिक्त विभिन्न प्रकार के रसायनों के जटिल मिश्रण होते हैं, जो अनुप्रयोग की विविध मांगों और अत्यधिक प्रतिस्पर्धी उपभोक्ता बाजार को दर्शाते हैं। इन अपमार्जको में निम्नलिखित पृष्ठसक्रियकारक हो सकते है:[21]*

  • आद्रर्क
  • झाग नियामक
  • बिल्डर्स
  • विरंजित करना
  • विरंजक उत्प्रेरक
  • एंजाइम
  • रंग
  • सुगंध
  • अन्य योजक

ईंधन योजक

आंतरिक दहन इंजन के कार्बोरेटर और ईंधन अंतःक्षेपक दोनों घटक ईंधन में अपमार्जक से परिदूषण को रोकने के लिए लाभान्वित होते हैं। सांद्रता लगभग 300 पीपीएम है। विशिष्ट अपमार्जक लंबी-श्रृंखला वाले एमाइन और एमाइड होते हैं, जैसे कि पॉलीआइसोब्यूटीनमाइन और पॉलीआइसोब्यूटीनेमाइड/सक्सिनिमाइड है।[23]

जैविक अभिकर्मक

जैविक कोशिकाओं में पाए जाने वाले अभिन्न झिल्ली प्रोटीन के अलगाव और शुद्धिकरण के लिए अभिकर्मक ग्रेड अपमार्जक का उपयोग किया जाता है।[24] कोशिका झिल्ली द्विपरतों के विलेयकरण के लिए एक अपमार्जक की आवश्यकता होती है जो आंतरिक झिल्ली एकस्तरी में प्रवेश कर सके।[25] अपमार्जक की शुद्धता और परिष्कार में प्रगति ने आयन चैनलों जैसे महत्वपूर्ण झिल्ली प्रोटीनों के संरचनात्मक और जैव-भौतिक लक्षण वर्णन की सुविधा प्रदान की है, लिपोपॉलीसेकेराइड,साथ ही परिवाहक, सिग्नलली को बांधकर झिल्ली को बाधित किया है।[26]इसमें झिल्ली परिवहन प्रोटीन, रिसेप्टर (जैव रसायन) , और फोटोसिस्टम सम्मिलित हैII[27]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "detergent". doi:10.1351/goldbook.D01643
  2. ↑ NIIR Board of Consultants Engineers (2013). डिटर्जेंट पर संपूर्ण प्रौद्योगिकी पुस्तक (2nd Revised ed.). p. 1. ISBN 9789381039199 – via Google Books.
  3. ↑ Arno Cahn, ed. (2003). 5th World Conference on Detergents. p. 154. ISBN 9781893997400 – via Google Books.
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  5. ↑ Niir Board (1999). साबुन, डिटर्जेंट और एसिड स्लरी पर हैंडबुक (3rd Revised ed.). p. 270. ISBN 9788178330938 – via Google Books.
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  7. ↑ 7.0 7.1 Eduard Smulders, Wolfgang Rybinski, Eric Sung, Wilfried Rähse, Josef Steber, Frederike Wiebel, Anette Nordskog, "Laundry Detergents" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a08_315.pub2
  8. ↑ Jürgen Falbe, ed. (2012). उपभोक्ता उत्पादों में सर्फेक्टेंट. Springer-Verlag. pp. 1–2. ISBN 9783642715457 – via Google Books.
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  11. ↑ Ward, James; Löhr (2020). पेपर क्लिप की पूर्णता. Atria Books. p. 190. ISBN 9781476799872.
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  14. ↑ 14.0 14.1 14.2 14.3 David O. Whitten; Bessie Emrick Whitten (1 January 1997). Handbook of American Business History: Extractives, manufacturing, and services. Greenwood Publishing Group. pp. 221–222. ISBN 978-0-313-25199-3 – via Google Books.
  15. ↑ 15.0 15.1 15.2 15.3 Jürgen Falbe, ed. (2012). उपभोक्ता उत्पादों में सर्फेक्टेंट. Springer-Verlag. pp. 3–5. ISBN 9783642715457 – via Google Books.
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  17. ↑ 17.0 17.1 Paul Sosis, Uri Zoller, ed. (2008). डिटर्जेंट की पुस्तिका, भाग एफ. p. 6. ISBN 9781420014655.
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  22. ↑ Long, Heather. "कपड़े धोने का डिटर्जेंट इतिहास". Love to Know.
  23. ↑ Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schütze, Klaus Reders "Automotive Fuels" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheimdoi:10.1002/14356007.a16_719.pub2
  24. ↑ Koley D, Bard AJ (2010). "इलेक्ट्रोकेमिकल माइक्रोस्कोपी (एसईसीएम) को स्कैन करके एकल हेला सेल की झिल्ली पारगम्यता पर ट्राइटन एक्स-100 एकाग्रता प्रभाव". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (39): 16783–7. Bibcode:2010PNAS..10716783K. doi:10.1073/pnas.1011614107. PMC 2947864. PMID 20837548.
  25. ↑ Lichtenberg D, Ahyayauch H, Goñi FM (2013). "लिपिड बाईलेयर के डिटर्जेंट घुलनशीलता का तंत्र". Biophysical Journal. 105 (2): 289–299. Bibcode:2013BpJ...105..289L. doi:10.1016/j.bpj.2013.06.007. PMC 3714928. PMID 23870250.
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  27. ↑ Umena, Yasufumi; Kawakami, Keisuke; Shen, Jian-Ren; Kamiya, Nobuo (2011). "Crystal structure of oxygen-evolving photosystem II at a resolution of 1.9 A" (PDF). Nature. 473 (7345): 55–60. Bibcode:2011Natur.473...55U. doi:10.1038/nature09913. PMID 21499260. S2CID 205224374.

बाहरी संबंध

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