Genellikle “sabun” ve “deterjan” kelimeleri birbirinin yerine kullanır, ancak aslında bunlar oldukça farklı şeylerdir. Deterjan, yağı ve kiri parçalamak ve çıkarmak için kullandığınız kimyasal madde kombinasyonudur, sabun ise sadece bir tür deterjandır. Sabun uzun bir tarihe sahiptir, orijinal hali keçi yağı ve odun külü gibi tamamen doğal ürünlerden yapılmıştır.
Günümüzde deterjanlar büyük bir kimyasal tesiste pişirilen sentetik kimyasallar ve katkı maddelerinin bir karışımı olarak üretilmektedir. Sabun ise geleneksel sabunun aksine artık katı değil sıvı halde kullanılmak üzere genelde jel formunda üretilir. Bunun yanında deterjanlar, saç şampuanı ve çamaşır tozundan tıraş köpüğüne ve leke çıkarıcılara kadar her birçok temizlik ürününde kullanılmaktadır.
Deterjan Yüzeyindeki Aktif Maddeler Nelerdir?
Suyun döküldüğü yüzeyi ıslattığı düşünülse de tam olarak işlemez. Bunun nedeni, yüzey gerilimi denen bir şeye sahip olmasıdır . Su molekülleri kendi molekülleri arasında yapışmayı tercih ederler, bu nedenle damlalar halinde birbirine yapışmaya eğilimlidirler. Yağmur bir pencereye düştüğünde, camı eşit şekilde ıslatmaz: bunun yerine, yüzeye farklı damlacıklar halinde yapışır ve yerçekimi çizgiler halinde aşağı çeker. Suyun daha iyi yıkamasını sağlamak için yüzey gerilimini azaltılması gerekir, böylece her şeyi daha homojen bir şekilde ıslatabilir. Ve bu tam olarak bir yüzey aktif maddenin işlevidir. Deterjanlardaki yüzey aktif maddeler suyun nesneleri ıslatma, yüzeylere yayılma ve kirli çamaşır liflerine sızma yeteneğini geliştirir.
Yüzey aktif maddeler başka bir önemli iş daha yapar. Moleküllerinin bir ucu suya, diğer ucu kire ve yağa çekilir. Böylece yüzey aktif madde molekülleri suyun yağı tutmasına, parçalamasına ve yıkamasına yardımcı olur.
Deterjanlar Nasıl Çalışır?![Deterjanlar Ve Sabunlar: Kimyası, İşlevi ve Çevreye Olan Etkisi]()
Bir çamaşır makinesinin en akıllı parçası tambur ya da tahrik kayışı, onu döndüren elektrik motoru ya da programı kontrol eden elektronik devre değildir. İçine koyulan deterjandır. Su tek başına giysileri temizleyemez çünkü yağ ve kir moleküllerine tutunmaz. Oysa deterjan farklıdır, içerdiği yüzey aktif maddeler iki farklı ucu olan moleküllerden yapılmıştır. Moleküllerin bir tarafı i ise gres gibi yağlı maddelere tutunurken, diğer ucu güçlü bir şekilde suya tutunur. Kirli çamaşırlar çamaşır makinesine atıldığında deterjan şu şekilde işlev görür;
• Yıkama döngüsü sırasında, yüzey aktif madde suyla karışır.
• Yüzey aktif madde moleküllerinin yağı seven uçları, kirli çamaşırdaki kire yapışmaya başlar
• Makinenin tamburunun dönme hareketi kiri döverek kiri ve yağı daha küçük, çıkarılması daha kolay parçalara ayırır.
• Durulama döngüsü sırasında, hareket eden su molekülleri kendilerini yüzey aktif madde moleküllerinin zıt, suyu seven uçlarına bağlar.
• Su molekülleri sürfaktanı ve kiri çamaşırdan çeker.
• Son sıkma sırasında kirli su akar ve çamaşırdaki kir temizlenmiş olur.
Bu nedenle sabun ve su, tek başına kullanıldığında bile çamaşır makinesine göre kiri daha iyi çıkarabilir.
Deterjanlarda Başka Hangi Kimyasallar Var?
Deterjanlardaki tek şey yüzey aktif maddeler değildir; tipik bir deterjan şişesinin etiketindeki içindekiler kısmına bakıldığında birçok başka kimyasal bulunduğu görülür. Deterjanları yıkarken, optik parlatıcılar bulunurken, bunlar giysileri güneş ışığında parlatır. Biyolojik deterjanlar, yiyecekleri ve diğer tortuları parçalamaya ve çıkarmaya yardımcı olan enzimler adı verilen aktif kimyasallar içerir. Ana enzimler proteazlar (proteinleri parçalayan), lipazlar (yağları parçalayan) ve amilazlardır (nişastaya saldıran). Diğer bileşenler arasında “limon” gibi parfümler bulunurken, ev temizlik deterjanları, yanmış ocak yağı ve küvet kiri gibi alanları temizlemek için kullanılanların içinde alanı temizlemeye yardımcı olmak için tebeşir gibi aşındırıcı maddeler bulunur.
Deterjan Üzerinde Sıcaklığın Nasıl Bir Etkisi Vardır?
Çamaşırlar söz konusu olduğunda, yukarıdaki açıklamada belirtildiği gibi giysileri temizlemeye yardımcı olan iki farklı etki görülebilir. Bunlar deterjanın kimyasal etkisi ve çamaşır makinesinin mekanik etkisidir. Su ve deterjan kiri çıkarmak için birlikte çalışırken, tüm bu yuvarlanma ve çarpma da önemli bir rol oynar. Ve üçüncü bir faktör daha vardır, bu da daha sıcak sudan kaynaklanan termal etkidir ve kimyasal reaksiyonları hızlandırır.
Çamaşır yıkama bilimsel bir problem olarak düşünülürse, büyük ihtimalle bir kimya meselesi olarak görülür. Ancak, bir çamaşır makinesindeki üç temizleme eyleminin, enerjinin korunumu denen temel bir yasayla bağlantılı bir fizik sorunu olaral da ele alınabilir. Mesela giysilerinizde belirli bir miktar kir varsa, belirli, minimum miktarda enerji kullanmanız gerekir, bu kısmen kimyasal, kısmen mekanik ve kısmen termal olacak şekilde çıkarmak çıkartılır. Teoride, bunlardan herhangi biri azaltabilmek için yalnızca diğerlerinden birini veya her ikisini artırmak gerekir. Örneğin, daha az deterjan kullanırsanız (veya hiç kullanmazsanız), daha sıcak su (daha fazla termal enerji) kullanmanız veya daha uzun süre yıkamanız (daha fazla mekanik enerji) gerekir. Aynı şekilde, yıkama işleminde kullanılan suyun sıcaklığı azaltıldığında (daha az termal enerji), çoğunlukla daha çok deterjan kullanması gerekmektedir. Düşük sıcaklıklar için özel olarak tasarlanmış çamaşır deterjanları ya daha konsantredir ya da daha az termal enerji kullanarak temizleyen ve gelecekte kirlenmelerini önlemek için lifleri kaplayan tamamen farklı bir tasarıma sahiptir.
Bir giysinin tipik kullanım ömrü boyunca, onu yıkamak ve kurutmak için, onu yapmak için kullanılandan üç ila dört kat daha fazla enerji kullanılır. Daha soğuk yıkama bu etkiyi azaltmaya yardımcı olabilir. Daha düşük sıcaklıkta yıkama (30–40°C veya yaklaşık 90–100°F) kullanmanın faydaları, enerjiden (ve dolayısıyla paradan) tasarruf etmeyi ve giysilerin daha uzun süre dayanmasına yardımcı olduğu anlamına gelir. Tipik olarak, bir sürü giysiyi yıkarken kullandığınız enerjinin yüzde 75-90’ı suyu ısıtmaktan gelir; çamaşırları döndürüp döndürmek ve makineyi çalıştırmak için sadece dörtte biri kullanılır. Soğuk yıkama, giysilerin büzülmesini veya şekil dışına çıkmasını önler ve renklerin daha uzun süre dayanmasına yardımcı olur.
Sabun ve Deterjanların Kısa Tarihi
• İlk Tarihi: Tarihçiler, Fenikeliler zamanından (erken bir Akdeniz uygarlığı) beri bile insanların yaklaşık 2000 yıldır sabun yaptığını düşünüyorlar.
• 1790: Fransız kimyager Nicolas Leblanc (1742-1806) tuz kullanarak daha ucuz bir yol bulana kadar sabun pahalı bir lüks olmaya devam etmiştir.
• 1800’ler: Sabun yapımı, insanların malzemeleri büyük “sabun kazanlarında” karıştırdığı Amerika Birleşik Devletleri ve Kuzey Amerika’da popüler hale gelmiştir. Sabun kazanları, İkinci Dünya Savaşı’na kadar çoğu sabun yapımında kullanılırdı.
• 1878: İçeriği kadar reklamı ile de öne çıkan modern markalı sabunlar , Procter & Gamble’ın ilk ulusal markası olan Ivory Soap’un piyasaya sürülmesiyle doğmuştur. Bir fabrika işçisi, makinesini çok uzun süre çalıştırdığında, karışıma çok fazla hava girmesine izin verdiğinde ve su üzerinde yüzen benzersiz bir sabun ürettiğinde tesadüfen geliştirilmiştir. İnsanlar yeniliğe sevmekte ve Fildişi Sabun yakına tarihe kadar “%99 ve %44/100 saf” olduğu ünlü vaadiyle satılmaktaydı.
• 1916: Alman kimyager Franz Gunther, kömür katranından deterjanlar için ilk sürfaktanı geliştirmiştir.
• 1930’lar: Amerika Birleşik Devletleri’nde yüzey aktif maddelere dayalı deterjanlar tanıtılmıştır.
• 1950’ler: İkinci Dünya Savaşı’nın neden olduğu sabun kıtlığına karşı koymak için sentetik deterjanlar geliştirilmiş ve kısa sürede geleneksel sabunu geçerek en sevdiğimiz kimyasal temizleyiciler haline gelmiştir.
• 1960’lar/1970’ler: Nehirlerde ve denizlerde biriken deterjanlardan kaynaklanan su kirliliğine ilişkin endişeler, ilk biyolojik olarak parçalanabilen yüzey aktif maddelerin geliştirilmesine neden olmuştur.
• 1979: Belçikalı kimyager Frans Bogaerts, kiralık bir ahırda basit bir laboratuvarla yola çıkarak, fosfatlar gibi potansiyel olarak zararlı kimyasallar kullanmadan çevre dostu temizliği teşvik etmek için Ecover şirketini kurmuştur.
• 2014: Dünyanın en büyük deterjan üreticilerinden biri olan Procter and Gamble, çamaşır ürünlerindeki fosfatları ortadan kaldırma planlarını duyurmuştur.
Deterjanların Çevreye Etkisi
Herkes temiz giyinmeyi, ancak yaşadığı çevrenin temiz olmasını da sever. Peki bu iki koşul aynı anda sağlanabilir mi? Tipik bir deterjan şişesi üzerindeki içerik etiketine bakıldığında kimyasal kombinasyonlar görülür. Bu kimyasal kombinasyonların sağlık ve çevreye zararlı etkisi var mıdır? Bunların zararlı olduğunu düşünmek için çok iyi bir sebep vardır. Bu nedenle bazı deterjan markaları, kendilerini sabun ve suyla (deterjan dünyasının temel dinamik ikilisi) kıyaslayarak değil, rakipleri tarafından kullanılan potansiyel olarak zararlı olan kimyasallara dikkat çekerek ürünlerini çevre dostu olarak konumlandırmaktadırlar.
Deterjan Kimyasallarının Ne Zararı Var?
Deterjan kimyasallarının etkileri iyi bir şekilde araştırılarak belgelenmiş durumdadır. Tüm kimyasallar deterjanlara belirli bir amaç için eklenmektedir ve katkı maddelerinden bazıları deterjanların neden olduğu zararlı etkileri azaltır.
Yüzey aktif maddeler
Deterjanlardaki yüzey aktif maddeleri suyun kiri temizlemesine ve saldırmasına yardımcı olmada çok önemli bir rol oynar. Ancak bir kez kanalizasyona akıp gittiklerinde, yüzey aktif maddeler çalışmayı bırakmazlar: örneğin balıkların mukus zarlarındaki doğal yağlara saldırarak, solungaçlarının düzgün çalışmasını durdurur ve dolayısıyla sudaki yaşam üzerinde benzer etkiler yaratmaya devam eder. Bu etki aynı zamanda sudaki diğer kimyasallardaki zararlı etki birleşerek daha yıkıcı hale gelir.
Bazı yüzey aktif madde bileşenleri (nonilfenol etoksilat veya NPE olarak adlandırılanlar dahil), hayvanların ve insanlar dahil hormonal dengesini etkileyebilen endokrin bozucular olarak adlandırılanları üretir. Yüzey aktif maddeler, balık ve diğer deniz canlılarını toksik hatta olarak listelenen kalıcı organik kirleticiler (POP) olarak sınıflandırılan ve çevrede yıllarca bozulmadan kalabilen türden olabilir. Ancak çoğu yüzey aktif madde, doğal dünyaya çok fazla zarar vermeden önce kanalizasyon arıtma tesislerinde nispeten hızlı bir şekilde biyolojik olarak bozunur.
Fosfatlar
Deterjanlardaki fosfatlar tatlı suya girdiğinde, küçük bitki ve hayvanların büyümesini teşvik ederek gübre görevi görebilirler. Sebep olabilecekleri en büyük sorun, oksijeni azaltarak balık yaşamını öldüren alg patlaması olarak bilinen büyük bir alg büyümesidir. Fosfatlar suya birçok farklı yoldan girse de, deterjanlar bu soruna önemli ölçüde katkıda bulunur.
Enzimler
Enzimler katalizörlerdir, yani kimyasal reaksiyonların daha hızlı veya kolay gerçekleşmesine yardımcı olan kimyasallardır. Genel olarak, deterjanlara, sıradan deterjanların mücadele ettiği zorlu kir biçimleriyle mücadelede daha etkili olmalarını sağlamak için eklenirler. Ayrıca yüzey aktif madde ihtiyacını azaltarak deterjanların çevresel etkisini azaltmaya yardımcı olurlar. Enzimlerin cilt sorunlarına neden olabileceğine yaygın olarak inanılsa da, İngiliz Dermatoloji Dergisi’nde David Basketter ve arkadaşları tarafından yakın zamanda yapılan bir bilimsel inceleme, bunun bir efsane olduğunu öne sürmektedir. Çünkü bu çalışmalara göre enzim hammaddelerinin tahriş edici ve alerjenik tehlikeleri, cilt reaksiyonları riskine dönüşmez.
Parfümler
Deterjandaki kokular, giysilerin güzel kokmasını sağlamaktan başka bir işe yaramaz. Ancak yapıldıkları yağlar kızarıklıklara ve cilt alerjilerine neden olabilir.
Kaynakça:
https://www.health.belgium.be/en/effect-detergents-environment
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721040857
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/97/1/012030/pdf
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu