Органические соединения

Органическая химия - это химия соединений углерода, так как основным элементом всех органических соединений является углерод.

Атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя цепи или кольца. Углеродные цепи могут состоять из различного количества атомов углерода.

Атомы углерода соединяются друг с другом одновалентной связью, а остальные валентности могут присоединять другие элементы или группы. Если все свободные валентности будут замещены (насыщены), например, атомами водорода, то получаются так называемые насыщенные или предельные углеводороды. Насыщенные углеводороды встречаются в нефти. Углеводороды, содержащие в молекуле 1-4 атома углерода, представляют собой газы; углеводороды с числом атомов углерода 5-16 являются жидкостями; углероды, имеющие в цепи свыше 16 атомов углерода, представляют собой твердые тела.

Нефть и продукты ее перегонки. Нефть представляет смесь твердых, жидких и газообразных углеводородов. Это - густая маслянистая жидкость желтоватого, коричневого или черного цвета, обладающая характерным запахом.

Компоненты нефти кипят при различных температурах. Благодаря этому можно выделить производные (фракции) нефти путем ее нагревания при постепенно нарастающей температуре и собрать фракции в отдельные приемники. Такая перегонка называется дробной, или фракционной.

В первой фракции при нагревании до температуры 150° С получается бензин-сырец, из которого можно выделить петролейный эфир, газолин, легкий бензин и тяжелый бензин. При температуре от 150 до 300°С отгоняется легкий и тяжелый керосин, а при температуре свыше 300°С - смазочные масла. Из оставшейся густой мази получается вазелин и парафин.

Вазелин - это полужидкая смесь, насыщенная углеводородом. Очистка вазелина производится с помощью серной кислоты. При этом получается желтый вазелин. Белый вазелин является химически отбеленным при помощи специальных веществ. Вазелин нерастворим в воде, слабо растворяется в спирте и хорошо - в эфире, хлороформе и маслах.

В косметике и парикмахерском деле вазелин применяется для производства губной помады, для снятия с кожи театрального грима, для защиты кожи при окраске волос и бровей и т. д.

Парафин состоит из твердых насыщенных углеводородов. Это - белая, просвечивающая масса, плавящаяся при температуре 50-60° С. Применяется в косметике, а также для изготовления свечей.

Парафиновое масло - густая жидкость без цвета, запаха и вкуса, применяется в медицине и косметике.

Вазелиновое масло представляет собой жидкость желтоватого цвета. Так же, как и вазелин, оно нерастворимо в воде, слабо растворимо в спирте и хорошо - в эфире и хлороформе. Вазелиновое масло входит в состав масел для волос и бриллиантина.

Земляной (горный) воск, или озокерит, представляет собой смесь твердых углеводородов. Из него получают церезин - белое кристаллическое вещество без запаха, нерастворимое в воде, но растворимое в бензине и сероуглероде. Церезин является заменителем пчелиного воска. Применяется для производства мастики, обувной пасты и др. В косметике находит применение для получения мазей и входит в состав помад для волос.

Спирты. Спирты образуются из углеводородов, в которых один из атомов водорода замещен гидроксильной группой.

Метиловый спирт называется в быту древесным спиртом. Он получается путем сухой перегонки древесины. Это - яд, вызывающий слепоту. Метиловый спирт - бесцветная жидкость, растворимая в воде и кипящая при температуре 62,8° С. Применяется в качестве растворителя для производства политур и олифы, а также для денатурации спирта.

Этиловый спирт получается путем сбраживания картофеля, зерна или сахара. Это бесцветная жидкость, растворимая в воде и кипящая при температуре 78,2° С. Спирт горит голубым пламенем с выделением большого количества тепла. Он является хорошим растворителем для большинства веществ, благодаря чему этиловый спирт применяется для получения некоторых лекарств, духов, одеколона и цветочной воды. 70-процентный раствор спирта обладает сильными бактерицидными свойствами и поэтому применяется для дезинфекции кожи и парикмахерских инструментов. Для технических целей, а также в качестве горючего применяется денатурированный спирт, получаемый путем добавления веществ, сообщающих ему неприятный запах, окраску, а также ядовитые свойства (денатурат).

Глицерин относится к спиртам, содержащим три гидроксильные группы. Получается из жиров при производстве мыла или при расщеплении жиров с помощью серной кислоты. Это - бесцветная сиропообразная жидкость сладковатого вкуса. Глицерин поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, следовательно, гигроскопичен.

Применяется глицерин в косметике, мыловаренной промышленности, при производстве взрывчатых веществ (нитроглицерин), лаков, штампельной мастики и т. д.

Органические кислоты. При окислении спиртов получаются органические кислоты, например, при окислении метилового спирта образуется муравьиная кислота HCOOH. Характерным для органических кислот является наличие группы COOH.

Уксусная кислота (CH₃COOH) получается путем брожения из 10-процентного раствора этилового спирта или путем перегонки древесины (древесный уксус). В продаже встречается 80-процентная уксусная кислота, называемая уксусной эссенцией, а также 3-6 - процентный уксус для пищевых целей.

Уксусная кислота - это бесцветная жидкость с характерным запахом и кислым вкусом. В воде подвергается диссоциации, образуя ионы водорода. Эта кислота окрашивает лакмусовую бумагу в красный цвет, а с металлами образует соли, называемые уксуснокислыми, или ацетатами.

Уксусная кислота находит широкое применение в пищевой и химико-фармацевтической промышленности для производства некоторых синтетических красителей и др. В парикмахерском деле применяется для ополаскивания волос после действия мыла или щелочей, для замедления выделения кислорода после осветления волос раствором перекиси водорода и т. д.

Молочная кислота (CH₃COOH-COOH) образуется при скисании молока и вызывает свертывание белка. Применяется в пищевой промышленности, в медицине, а также в косметике для производства "отбеливающих" кремов.

Винная кислота (COOH-CHOH-COOH) находится в виноградном соке. Получается как побочный продукт при производстве вина. Эта кислота имеет вид белого порошка, растворимого в горячей воде и спирте. Применяется в качестве компонента некоторых составов для горячей перманентной завивки.

Лимонная кислота содержится в лимонах. Это - твердое, бесцветное, кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, спирте и эфире. Эта кислота применяется для пищевых целей. В парикмахерском деле может применяться в качестве заменителя уксусной кислоты для ополаскивания волос с целью нейтрализации действия мыла, а также для замедления выделения кислорода из перекиси водорода, например, после осветления волос.

Щавелевая кислота (COOH-COOH) содержится в соке растений, преимущественно в виде солей, называемых щавелекислыми. Щавелевая кислота - это твердое, кристаллическое вещество, растворимое в воде и обладающее ядовитыми свойствами. Находит применение в красильном деле, служит для удаления чернильных пятен, ржавчины, а также входит в состав некоторых средств для удаления краски с волос.

Жиры. Это сложные эфиры глицерина и кислот жирного ряда: пальмитиновой, стеариновой и олеиновой. Эфирами называются соединения спирта с органическими кислотами. Жиры бывают животными и растительными и представляют твердые или жидкие вещества, называемые маслами. Животные жиры преимущественно твердой конституции, например, говяжий, бараний жиры, свиное сало. Из жидких животных жиров можно назвать рыбий жир. Растительные жиры - преимущественно жидкие вещества, например, льняное, рапсовое, соевое, оливковое и другие масла. К твердым растительным жирам относятся кокосовые и пальмовые масла.

Жиры нерастворимы в воде. Взболтанные в воде, они образуют эмульсию, то есть смесь очень мелких шариков. Жиры растворяются в эфире, бензине, скипидаре и сероуглероде.

Назовем жиры, имеющие широкое применение в парикмахерском деле и косметике.

Оливковое масло - светло-желтый жидкий жир, получаемый из плодов оливкового дерева путем выжимания. Применяется в качестве составной части масляных ванн, предназначенных для восстановления волос, а также для производства масел для волос, кремов и бриллиантина.

Касторовое масло, получаемое путем выдавливания из семян клещевины, имеет светло-желтый цвет и характерный запах. Оно растворяется в спирте и предназначено для производства средств для роста волос, масел для восстановления волос, туши для бровей и ресниц, а также для косметических кремов. Из касторового масла получают сульфирированное, так называемое ализариновое масло, применяемое в качестве компонента некоторых составов для продолжительной завивки и для производства бесщелочного шампуня.

Сезамовое масло, добываемое из семян кунжута, имеет бледно-желтый цвет. Оно предназначено для получения масел для волос и кремов, применяется также в качестве средства против перхоти.

Ланолин является жиром, получаемым из овечьей шерсти. Он имеет желтый цвет и неприятный запах. Ланолин нерастворим в воде, но при смешивании с водой поглощает ее. Обесцвеченный ланолин используют для косметических целей. Он принадлежит к жирам, впитываемым кожей. Поэтому в косметике его применяют в качестве составной части питательных кремов, а в фармацевтике - для получения мазей.

Мыла. Мыла получаются из жиров путем нагревания их с едким натром или калием. Натриевое мыло твердое, а калиевое - мазеобразное (зеленое мыло).

Во время нагревания щелочь омыляет жир, превращая его в натриевую соль жирных кислот, то есть в мыло; образуется однородная масса, называемая мыльным клеем. В мыльном клее содержатся мыло, глицерин, а также остаток, применяемый для омыления жира щелочи. Из высушенного мыльного клея получают низкосортные мыла для стирки.

Для получения лучших сортов мыла к мыльному клею добавляют поваренную соль. Ввиду того, что мыло не растворяется в воде с солью, из мыльного клея выделяется мыло в виде мелких зерен. Оставшаяся жидкость содержит глицерин, соль, воду и остатки щелочи. Затем зернистое мыло растворяют в теплой воде, варят с добавкой эфирных масел (для придания аромата) и красителя до загустения, затем прессуют в соответствующих формах, получая туалетное мыло.

Сорт мыла в значительной степени зависит от сорта жиров, применяемых для его производства, причем мыла из растительных жиров более нежны, чем мыла из жиров животных. Особенно обильную пену образует мыло, получаемое с добавкой кокосового масла. К более дешевым мылам добавляют (чтобы они лучше пенились) канифоль, которую добывают из сосновой смолы.

Медицинское мыло получается из зернистого мыла путем добавления соответствующих лекарственных средств и средств для дезинфекции кожи (серное, дегтярное, формалиновое и др.).