NATRIUMDODECYLSULFAT (SDS): STRUKTUR, EGENSKAPER, ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den sulfat dodecyl natrium (SDS), är en syntetisk anjonisk och amfifil organiskt salt. Den apolära och hydrofoba delen motsvarar kolvätekedjan; medan den polära och hydrofila delen beror på sulfat, med en negativ laddning.

SDS är ett ytaktivt medel: dess molekyler placeras på ytan av vattenhaltiga lösningar, vilket ger en minskning av ytspänningen. Den här funktionen gör det möjligt att använda det i schampo, tandkräm, tvålar och annan personlig rengöring och hushållsrengöringsartiklar.

Struktur av fogligt natriumsulfat. Källa: Benjah-bmm27 via Wikipedia.

Natriumdodecylsulfat binder till proteinet och orsakar dess utveckling och får en långsträckt form. Sulfatgrupper utsätts för vatten och får negativa laddningsproteiner, vars antal är proportionell mot deras molekylvikt.

Av detta skäl tillåter SDS att bestämma molekylvikterna hos proteiner med hjälp av polyakrylamidelektrofores.

Även om en möjlig cancerframkallande effekt av SDS har misstänkts har det inte visat sig vara slutgiltigt. SDS kan orsaka hud- och ögonirritation som andra tvättmedel.

SDS-strukturen

Den första bilden visade SDS-molekylen med en sfär- och stångmodell. Som framgår har den en hydrofob och icke-polär kolsyrade svans (svarta och vita sfärer); och samtidigt ett polärt huvud, tack vare närvaron av gruppen -SO ₄ ^- (gula och röda sfärer).

Även om det inte visas, bör det finnas en lila sfär som representerar Na ⁺ -katjonen , bredvid -SO ₄ ^{- gruppen} , som interagerar elektrostatiskt.

Som sagt är det lätt att se varför denna förening är amfifil; och även ett anjoniskt ytaktivt medel, eftersom laddningen av SDS är negativ och kan locka andra katjoner utöver Na ⁺ .

Molekylen ger det falska intrycket av att vara styv, en orörlig linjär struktur. Men det är tvärtom. SDS kan jämföras med en "mask", vars kolsyrade svans uppvisar flera vibrationer och rotationer av dess enskilda bindningar. Detta gör att den kan anta olika former eller veck i mitten; till exempel i vatten.

kristaller

Kristallstruktur av natriumdodecylsulfat. Källa: Benjah-bmm27

Även om det är sant att natriumdodecylsulfat är en dynamisk molekyl, behöver den i fast tillstånd inte röra sig för mycket, uppför sig som en "enkel" stav. Och därmed är varje molekyl eller stång placerad på ett sådant sätt att de ökar interaktionen mellan karbonatsvansarna och samtidigt de i deras joniska laddningar.

Resultatet är bildandet av en monoklinisk kristall, där SDS-molekylerna packas in i flera kolumner av staplar (toppbild). De intermolekylära krafterna som binder dem är sådana att dessa kristaller kräver en temperatur på 206 ° C för att smälta in i vätskefasen.

miceller

Utanför sina kristaller kan SDS-molekylen inte längre sitta still; börjar vrida svansen för att öka eller minska interaktionen med den yttre miljön.

Om detta medium är vatten, ett fenomen som kallas micellbildning inträffar: de kolsyrade och hydrofoba svansar förenas för att beväpna sig, medan de polära huvuden, -SO ₄ ^- grupper , kvar på ytan interagerar med H ₂ O molekyler. .

Så micellen tar på sig en olaglig ellipsoidmorfologi (som jorden, men mer klämd). I glaset är de som block av stänger och i ett vattenhaltigt ellipsoid miceller. Tänk om mediet var fet? Micellen skulle vändas: de polära huvuden SO ₄ ^- skulle gå till kärnan, medan deras kolsyrade svansar skulle utsättas för oljan.

Egenskaper

namn

- Natriumdodecylsulfat (SDS).

- Natriumlaurylsulfat (SLS).

Molekylär formel

C ₁₂ H ₂₅ O ₄ Sna.

Molmassa

288,378 g / mol.

Fysisk beskrivning

Olika presentationer: torrt pulver, flytande eller vått fast ämne. Kristallerna har en vit eller krämig färg.

Odör

Svag lukt av feta ämnen, luktfri.

Smältpunkt

206 ° C

Vattenlöslighet

1 · 10 ⁵ mg / L. 1 g löst i 10 ml av en opaliserande lösning.

Densitet

1,01 g / cm ^{^} .

Stabilitet

Den är stabil under rekommenderade lagringsförhållanden.

Sönderfall

När den upphettas till sönderdelning avger den en vit rök av svaveloxid och natriumoxid.

Ytspänning

39,5 dyn / cm vid 25 ° C

Kritisk molkoncentration

Det är 8,2 mM i rent vatten vid 25 ° C.

tillämpningar

Personlig vård och städning

Dodecylsulfat är ett ytaktivt medel som används i många produkter, såsom handtvålar, skumbad, rakkräm, etc. Det används också för att ta bort svåravlägsna fläckar från kläder, vid rengöring av golv och badrum, tvätt av köksartiklar etc.

Veterinärmedicin och humanmedicin

Det används som ett avvisande medel för loppor och fästingar, närvarande i djur. Det används också som fuktighetsbevarande medel i vissa antibiotika, för oral eller aktuell användning.

SDS är mikrobicidalt mot höljesvirus såsom HIV, typ 1 och 2, och herpes simplexvirus (HSV-2). Det verkar också på icke-höljda virus: papillomavirus, reovirus, rotavirus och poliovirus. Denna användning är dock inte godkänd.

Användning av SDS har föreslagits som en tolkning som ger skydd mot sexuellt överförda virus. Vid bearbetning av bröstmjölk för att eliminera eller minska risken för HIV-överföring via amning.

Utöver dess antivirala verkan verkar SDS på patogena bakterier och svampar. SDS tar bort läkemedelsresistens och könsöverföringsfaktorer från E. coli; och blockerar tillväxten av många Gram-positiva bakterier.

På laboratoriet

SDS binder till proteiner som orsakar deras denaturering, förser dem med negativa laddningar och en konformationell förändring. Detta möjliggör bestämning av deras molekylvikter genom polyakrylamidelektrofores.

SDS används också för beredning av hjärnvävnadsprover för användning i ljusmikroskopi. Det används också för beredning av blodprover för att räkna antalet erytrocyter.

SDS används för rening av nukleinsyror på grund av dess förmåga att lösa upp membran och dess hämmande verkan på aktiviteten hos RNas- och DNase-enzymer.

Dessutom används SDS vid karakteriseringen av kvartära ammoniumföreningar.

Livsmedelstillsats

SDS används som emulgator och förtjockningsmedel i livsmedel. Förbättrar bakverkets stabilitet och struktur. Dessutom används det som hjälpmedel för att slå torra äggprodukter.

Industri

SDS används inom elektropläteringsindustrin, särskilt nickel och zink; som emulgator och penetrant i lack och färgborttagare; i formuleringen av formsprutade sprängämnen; och i massiva raketdrivmedel som skummedel.

risker

Konstant exponering för SDS kan orsaka hyperplasi hos hud hos marsvin. Kaniner och människor är mindre mottagliga för dessa skador. Direkt kontakt med SDS i en koncentration av ≤ 20% kan orsaka måttlig inflammation och hudirritation.

Å andra sidan kan långvarig exponering för SDS orsaka dermatit, med tecken på rodnad, svullnad och blåsor.

SDS kan orsaka ögonirritation vid kontakt. Det kan också vara mycket reaktivt hos vissa människor och orsaka irritation i luftvägarna och andningsbesvär vid inandning.

I sällsynta fall kan intag av SDS orsaka kaustisk skada. Men det har rapporterats hos barn som har intagit SDS, snabbt utvecklat riklig kräkningar, CNS-depression och andningsbesvär.

Inga bevis för genotoxicitet eller teratogen effekt har hittats i SDS. Hos 242 patienter med exem dermatit befanns 6,4% av patienterna ha en allergi, vilket kan hänföras till användningen av SDS.

referenser

1. Strukturella data från LA Smith, RB Hammond, KJ Roberts, D. Machin, G. McLeod (2000). Bestämning av kristallstrukturen för vattenfritt natriumdodecylsulfat med användning av en kombination av synkrotronstrålningspulverdiffraktion och molekylmodelleringstekniker. Journal of Molecular Structure 554 (2-3): 173-182. DOI: 10.1016 / S0022-2860 (00) 00666-9.
2. Wikipedia. (2019). Natriumdodecylsulfat. Återställd från: en.wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Natriumdodecylsulfat. PubChem-databas. CID = 3423265. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Hammouda B. (2013). Temperatureffekt på nanostrukturen hos SDS-miceller i vatten. Journal of research by National Institute of Standards and Technology, 118, 151–167. doi: 10.6028 / jres.118.008
5. Elsevier. (2019). Natriumdodecylsulfat. Science Direct. Återställd från: sciencedirect.com
6. Kumar, S., Thejasenuo, JK och Tsipila, T. (2014). Toxikologiska effekter av natriumdodecylsulfat. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 6 (5): 1488-1492.
7. Toxicology Data Network. (Sf). Natriumlaurylsulfat. ToxNet. Återställs från: toxnet.nlm.nih.gov