Bir fincan deterjanın kirli kot pantolonları, havluları, çorapları ve diğer çamaşırlar nasıl temizlediğini ya da leke gidericinin takım elbisenizdeki yağ lekesini nasıl çıkardığını hiç merak ettiniz mi? Peki saç spreyi, sirke, soda ve karbonat acil durumlarda şaşırtıcı bir şekilde etkili leke sökücü olmalarının nedenini biliyor muydunuz? Cevap çeşitli kir ve lekelerin kimyasal özellikleri ile temizleme araçlarının bu lekelerle kimyasal etkileşim yollarında saklı.
Kir ve lekeler topraktan gelen mineraller, protein ve canlı organizmalar ve siyah karbon zerreleri gibi tipik parçacıklar içerir. Bu parçacıklar suda çözülmeyen yağlar yoluyla kumaşta birikir. Yıkama suyunda ya da kuru temizleme yönteminde bu yağları kumaştan çözebilecek ve bu maddeleri dağıtabilecek bir şey kir ve lekeleri de yok edecektir.
Sabun ve deterjanlar nasıl leke çıkarır?
Sabun, deterjan ve diğer leke sökücüler kir ve lekeyi tutan yağları çözdükleri ve emülsiyonlaştırdıkları için etkili temizlik maddeleridir. Yağ ve kir parçacıkları böylelikle su ya da kuru temizleme yoluyla yok edilebilir. Fakat bu temizlik maddeleri kiri temizleme şekilleri ve etkili oldukları durumlar bakımından büyük farklılık gösterir. Bunun nedenini anlayabilmek için, sabun ve deteryanların kimyasal doğasını anlamamız gerekir.
Sabun ve deterjan sözcükleri sıklıkla birbirinin yerine kullanılır fakat ikisi arasında ciddi fark vardır. Sabun genel olarak doğal yağlardan ve topraktan elde edilir. Sabun el, yüz ve vücut temizliği için mükemmeldir çünkü çözülen kir anında durulanır. Fakat çamaşırların temizliği bakımından sabunun belli dezavantajları vardır. Örneğin, sabun yıkama işlemi bitmeden çamaşırlar üzerinde tekrar biriken kirlere izin verir ve kireçli suda sabun kaymağı adı verilen köpüğü oluşturmak üzere sabun bazı minerallerle etkileşimde bulunur. Sabun kaymağı çözülmez. Kumaştan çıkması zordur ve kumaşı sertleştirir.
Bu dezavantajlar nedeniyle çamaşır temizliğinde sabun yerini büyük ölçüde deterjana bırakmıştır. Deterjan giysileri temizlemenin yanı sıra kirin tekrar birikmesini önleyen, köpük oluşumunu engelleyen ve farklı diğer faydaları olan suni madde karışımlarıdır. Deterjanların en önemli avantajı kireçli suda etkin bir şekilde temizleme yetisidir.
Surfaktanların (yüzey aktif maddelerin) önemi
Hem sabun hem de deterjanlar surfaktan olarak bilinen temizleme maddeleri içerir. Surfaktan bileşenleri yağ ve su gibi normal şartlarda biribiri içinde çözülmeyen iki sıvı arasındaki sınırın çekiminde olan moleküllerdir. Surfaktan molekülünün bir ucu yağ değil suyun çekimindedir; diğer ucu ise su yerine yağın çekimindedir.
Surfaktan moleküllerinin ikili doğası suyun ıslatma yeteneğini yükseltir. Böylece surfaktan içeren su daha kolay işler ve kir ilelekeyi dağıtır. Surfaktan molekülünün bir ucu kumaşta kirleri biriktiren yağı çözer ve emülsiyonlaştırır. Diğer ucu ise etrafındaki suda çözülür. Bu işlem sonucunda, molekülün bir kısmı diğerinden çekilir ve bu çekim gücü yağı da kirlerden çekerek ince damlalar halinde dağıtır. Çamaşır makinesi çalkalaması da yağlı kirin çözülmesine yardımcı olur. Kir damlacıkları suda dağıtıldıktan sonra etraflarındaki ince surfaktan molekülü katmanı bunları kumaştan ayırır ve tekrar giysi üzerine yerleşmesini önler. Dağıtılan damlacıklar ve bu damlacıklara tutunan kirler sonrasında su tarafından durulanır.
Aynı ilke saç spreyinin mürekkep lekesini ve belli başlı diğer lekeleri de giysiden çıkarmasını sağlar. Bazı saç spreyleri kimyasal olarak deterjandaki surfaktanlara benzer şekilde hareket eden alkol içerir. Alkol molekülünün bir kısmı sızarak mürekkep pigmentlerini tutan yağı emülsiyonlaştırır. Diğer kısmı ise saç spreyinde de bulunan alkol çözücülerin içerisinde çözülür. Bu şekilde saç spreyi mürekkep pigmentlerini gevşetir ve sonrasında bunlar su ve deterjan ile klasik çamaşır yıkama yöntemi yoluyla yok edilir.
Giysileri temizlemede enzimler ne işe yarar?
Enzim adı verilen bileşenler surfaktanların temizleme işlevini iyileştirir. Enzimler canlı organizmalar tarafından oluşturulan kompleks moleküllerdir. Sıklıkla “biyolojik katalizörler” olarak adlandırılan enzimler kendileri değişmeden belli bazı kimyasal reaksiyonları geliştirirler. Enzimatik eylem yiyecekleri parçalayarak bağırsakların öğütmesine hazırlayan mide özsuyuna benzer. Fabrikalarda üretim fıçılarındaki bakteriler tarafından oluşturulan deterjan enzimleri etkileşime uğrayarak proteinlerden oluşan lekeleri ayırır. Bu tür lekeler kan, et suyu, süt, yumurta ve yeşilliği içerir. Enzimler bu maddeleri deterjandaki diğer bileşenler tarafından yok edilebilecek daha basit formlara böler.
Kurucuların rolü
Deterjanlarda kullanılan bir diğer kimyasal bileşen grubu kuruculardır. Kurucular tipik olarak bir deterjan kutusu ağırlığının yarısından fazlasını oluşturur. Başlıca görevleri kireçli suyu yumuşatmaktır. Bu kimyasallar etkileşimde bulunarak özellikle kalsiyum ve magnezyum içeren belli mineralleri yıkama suyundan yok eder. Bu tür mineraller giysi üzerinde biriken ve temizleme eylemine engel olan köpüğü oluşturmak üzere surfaktanlarla etkileşimde bulunabilir.
Kurucuların başka bir görevi yıkama suyunu alkaline dönüştürmektir. Alkali kurucular sudaki asidi nötrleştirip kimyasal bağlarını kırarak yağ moleküllerinin parçalanmasına yardım eden kimyasallardır. Bazı kurucular sudaki uygun alkalin seviyesini korumak için tamponlama maddeleri olarak hareket eder.
Sıradan karbonat alkali içerdiği için -sodyum bikarbonat- tuvalet temizleyicilerin neden olduğu gibi asit lekelerini nötrleştirmek ve yok etmek için kullanışlıdır. Sirke biraz asidik olan asetik asit içerdiği için kireçli su kalıntısı gibi alkalin lekelerini çözmek ve parçalamak için faydalıdır. Bu tür kalıntılar için soda da kullanabilirsiniz çünkü soda çok az miktarda sade içme suyunda bulunmayan asidik karbonik asit içerir.
Bazı kurucular ayrıca surfaktanların çalışmasını arttırır. Örneğin; bazı kurucular gevşetilmiş kirin uzaklaştırılmasında ve giysilere geri yerleşmesini önlemekte surfaktanlara yardımcı olur. Diğer kurucular yağ parçacıklarını küçük globüller haline getirerek yağlı kiri emülsiyonlaştırmak üzere surfaktanlara yardım eder.
Fosfatların azalan kullanımı
1960’larda fosfat adı verilen kimyasallar deterjanlardaki en yaygın kuruculardı. Fosfatlar kireçli sudaki minerallerle birleşerek bunları yok eder. Bu yolla oluşan bileşen sonra çamaşırlar yıkandıktan sonra suyla birlikte durulanır.
Fakat atık sudaki fosfatların çevreye zarar verdiği keşfedildi. Deterjan fosfatları nehir ve göllerde son buluyordu ve fosfatlar alglerin besini olduğu için kimyasallar bu nehirleri ve gölleri aşırı dölledi. Sonuç da alglerin aşırı büyümesiydi. Nihayetinde aglerin bolluğu sudaki canlı hayatının çoğunu öldürecek bir süreci başlatarak nehirleri ve gölleri tıkadı. Bu nedenle deterjan üreticileri ürünlerindeki fosfat miktarını ciddi ölçüde azalttı ve çevreye daha az zararlı olan kurucuları kullanmaya başladı.
Sabun köpüğü ve ağartma
İlginç bir şekilde deterjanın köpürme işlemi ile temizleme yeteneği arasında bir ilişki yoktur. Yine de, üreticiler önden yüklemeli çamaşır makineleri için az köpüren deterjanları tavsiye eder çünkü yüksek miktarda köpük dönme işleminden sonra suya geri düşen çamaşırların şişmesine neden olur. Bu şişme etkisi de makinenin yıkama hareketine engel olur. Fazla miktarda köpük tercih eden tüketicilerin ilgisini çekmek için deterjan üreticileri formüllerine özel modifiye köpük vericiler ekler. Bu bileşenler suda çözülmüş deterjanların meydana getirdiği köpük seviyesini yükselten ya da azaltan doğal yağlardan oluşan uzun zincirli moleküllerdir.
Ağartıcılar kir parçacıklarını yok etmez ama renklerini kaybettirir. Sıvı klor ağartıcı çamaşır yıkamada kullanılan en güçlü kimyasal ağartıcıdır. Klor sadece giysileri beyazlatmaz ayrıca onları dezenfekte eder ve kokusunu giderir. Fakat giysilerin rengini soldurabilir.
Daha az etkili olan kimyasal ağartıcı oksijendir. Çoğu kumaş üzerinde kullanılması güvenli olduğu için oksijen deterjanlara en sık eklenen ağartıcıdır. Ayrıca çok kirli çamaşırların temizlenmesine ve normal yıkama işleminden geçirmeden önce inatçı lekelerden kurtulmaya yardım eden ön yıkama ürünlerinde de kullanılır.
Bazı ön yıkama ürünleri fermentleri kullanır fakat bunlar sadece oksijen kullanan ağartıcılardan daha fazla süreye ihtiyaç duyar. Ayrıca, ferment ön yıkama ürünleri klor ile birlikte kullanılmamalıdır çünkü klor enzimlere hasar verir. Bu ürünleri ayrı kullanarak her birinin faydasını en iyi şekilde göreceksiniz.
Diğer katkı maddeleri
Diğer çamaşır yıkama yardımcıları kiri ve lekeyi çıkarmaz fakat giysileri daha temiz gösterebilir. Optik ağartıcılar olarak da bilinen beyazlatıcılar atomik seviyedeki kompleks bir süreç yoluyla gözle görülmeyen ışık formlarını emebilen ve bunları gözle görülebilir mavi ışık şeklinde tekrar salan organik (karbon içerikli) moleküller içerir. Bu bileşenlerle etkileşme geçmiş olan giysiler yıkandıktan sonra öncekinden daha canlı ve beyaz bir görüntü elde eder.
Yaraların tedavisinde kullanılmak üzere çoğu ecza dolabında bulunan hidrojen peroksit çamaşır yıkamada kullandığımız ağartıcılarla benzer şekilde işler. Örneğin; kan lekesine uygulandığında peroksit oksijen atomlarını serbest bırakır ve kırmızı kan pigmentlerini daha soluk renkte lekelere çevirir. Oksijenli ağartıcılardaki ile aynı formda oksijen içeren protez temizleme tabletleri benzer şekilde çay ve kahve lekelerini renksizleştirir.
Ne yazık ki, çamaşır yıkama maddeleri sadece suda işlevini gösterir; bu da ipek ve yün gibi suya duyarlı bazı doğal kumaşlara hasar verebilecek bir işlevdir. Suya duyarlı iplikler ıslandığı zaman şişer ve kısalır. Bu da ürünün çekmesine neden olur.
Kuru temizleme
Suya duyarlı maddelerdeki kiri çıkarmanın en etkili yolu kuru temizlemedir. Kuru temizleme, yağı ve daha derinlerdeki kiri çözmek için su dışında bir sıvı kullanılan işlemdir. Kuru temizlemedeki en faydalı çözücüler özellikle karbon ve klor içerikli perkloretilen adında bileşen olan petrolden elde edilmiş suda çözünmeyen sıvılardır. Su bazlı deterjanların aksine kuru temizleme çözücüleri yağ ve kir moleküllerini geri püskürtmez. Bunun yerine, çözücüler bu molekülleri kuşaratak çözer. Birçok ticari kuru temizlemeciler bu çözücülere ayrıca özel deterjanlar ekler.
Kuru temizlemenin ilkel bir şekli katı bitkisel yağını “çözücü” olarak kullanmaktır. Bu bitkisel yağlar bol yağda kızartılmış atıştırmalıklar ya da mürekkep lekesi tutan yağlar gibi lekeleri çözer. Sonrasında saç spreyi ile takip edilen bir işlem çözülen yağ ve lekeleri yok edecektir.
Yani, Pazar gecesi geç saatte çalıştığınız ve tükenmez kaleminizin kağıttan beyaz pantolonunuza kayıp gittiği veya bol yağlı bir yemeğin farkında olmadan yere düştüğü bir başka seferde kimya dersinizi hatırlayın. Biraz bitkisel yağ ve saç spreyi oluşacak çirkin bir lekeyi engelleyecektir.