有机化学与生活(定).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,有机化学与洗涤用品,主讲：陈绍玲,西华大学物理与化学学院,我们的,衣、食、住、行,无不与有机化学有关，人人都需要化学制品，我们生活在有机,化学世界,里。,衣,：,色泽鲜艳的衣料经过化学处理；丰富多彩的合成纤维，如莱卡（,聚氨基甲酸酯纤维）等,更是化学的一大贡献；（洗涤液、干洗液等）,涤纶短纤维,尼龙,66,树脂,食,：,装满粮袋子、丰富菜篮子关键之一是发展化学和农药生产；加工制造色味俱佳的食品离不开食品添加剂、甜味剂、防腐剂、香料、色素等。,住,：,建筑材料（水泥、石灰、油漆、玻璃和塑料）是化工产品。,行,用以代步的现代交通工具需石油化工产品。（汽油、柴油、防冻剂、润滑剂）,美国航天飞机,东方红,I,号人造卫星,加压气化法城市煤气生产,通用,日常生活,：,药品、洗涤剂、美容化妆品、文化用品。,有机化学与洗涤用品,人们为了整洁、美观就要经常将衣服、被褥及日用餐具、茶具进行洗涤。,洗涤：从浸在某种介质（一般为水）中的待洗物体表面去除污垢的过程。在此过程中，借助于某些化学物质（洗涤剂）以减弱污物与固体的粘附作用，并施加以机械搅动，使污物与固体表面分离而悬浮于液体介质中，最后将污物洗净冲走。,因此，肥皂和各种各样的洗涤剂就和我们结下了不解之缘。,洗涤,洗涤剂是指能从物体表面去降污垢的专用制品，能使被清洗对象通过洗涤过程达到洗净去污的目的。,洗涤剂的主要成分是,表面活性剂,，,一、表面活性剂,其分子中同时具有亲水的极性基团与亲油的非极性基团，当它的加入量很少时，即能大大降低溶剂,(,一般是水,),的表面张力以及液界面张力，并且具有润滑、增溶、乳化、分散和洗涤等作用。,1,、表面活性剂的定义,2,、,表面活性剂,的分类,一般是根据表面活性剂在水溶液中能否分解为离子，将其分为,离子型表面活性剂,和非离子型表面活性剂的两大类。离子型表面活性剂又可分为,阳离子表面活性剂,、阴离子表面活性剂和,两性离子表面活性剂,三种。,其中阴离子型应用最普遍。,3,、,表面活性剂,的性质,表面活性剂具备良好的润湿性渗透性、乳化性、分散性、增溶性及发泡与消泡等性能这些性能的综合就是洗涤剂的洗涤性能。,表面活性剂可以渗入到连水都无法渗人的纤维空隙中，把藏在纤维空隙中的污垢挤出来。,洗涤剂的去污作用就是破坏污垢与纤维之间赖以连结在一起的氢键，降低或削弱它们之间的引力。这种作用可以简单地表示为：,织物,污垢洗涤剂织物污垢,洗涤剂,具体体现为：,二、洗涤剂的去污原理,（,1,）化学反应去污：据测定，衣服上的污垢含有,15%,30%,的游离脂肪酸，这些化合物与洗涤剂中的碱性物质发生作用，即转变成脂肪酸钠，脂肪酸钠不仅可以溶入水中而从衣服上除去，而且可以带走一部分污垢。,（,2,）卷离作用：,洗涤剂中的表面活性剂有可以降低表面张力的作用，可以渗入到连水都无法渗人的纤维空隙中，把藏在纤维空隙中的污垢挤出来。,（,3,）乳化作用：油污吸附表面活性剂分子后，油水间的界面张力降低，油污分散在水中所需的功也减少，再辅以一定的机械力，油和水即可发生乳化作用，形成水包油型乳状液。有时油性污垢的去除不需要机械能也可以自行乳化。,（,4,）增溶作用：表面活性剂溶液当其浓度达到,临界胶束浓度时，,可以增加脂肪酸或甲苯之类的油状污垢在水中的溶解度。,加入无机电解质可使该溶液的临界胶束浓度下降，增加污垢的溶解量，所以洗涤剂配方中都加有大量的无机盐。,（,5,）分散作用：,洗涤剂中的表面活性剂分子能使固体粒子分散悬浮在水溶液中，成为稳定的胶体溶液。洗涤剂中的一些有机助剂，如羧甲基纤维素等，以及一些无机助剂，如泡化碱和磷酸盐等，可以提高固体微粒悬浮液的稳定性。,肥皂的发明要比洗涤剂早得多，据说早在三千多年前，罗马城外的圣波山上，就被人们无意中制造出来了。在这座圣山上，人们燃烧贡品时，油脂顺势滴落到草木灰上成为最原始的肥皂，这些肥皂渗入到周围的粘土中。人们发现，当他们坐在这些粘土上，衣服沾上了粘土后反而比以前更容易洗干净。人们开始奉为圣土，后来才知道这是人们无意中的劳动收获。,三、皂类洗涤剂,公元,70,年，罗马的学者蒲林尼（,Pliny,）描述了用山羊油脂和柴灰制造肥皂的过程。在这个过程中要加入另一种东西,海盐。它能使肥皂浮在混合液上面，这就是我们今天所说的盐析作用。这个记载恐怕是对肥皂工业最早的描述了。由于当时产量很低，因而只能供有钱人使用，是奢侈品。,1791,年法国化学家尼考尔斯,菜布兰兹（,NicolasLeblanc,）用氯化钠水溶液电解制得氢氧化钠，从此以后，肥皂才成为平民百姓都用得上的东西。,1,、肥皂的成分,主要成分：,高级脂肪酸的钠盐或钾盐,C,3,H,5,(OOCR),3,+3NaOH3RCOONa+C,3,H,5,(OH),3,油脂 烧碱 肥皂 甘油,油脂：,硬化油、牛油、骨油、猪油、棕榈油、椰子油、菜籽油、棉籽油、豆油。,辅助原料：,松香、水玻璃、着色剂、荧光增白剂、抗氧剂、杀菌剂。2,肥皂的制取,把动物脂肪或植物油,NaOH,溶液按一定比例放在皂化锅内，加热、搅拌使之发生,皂化反应,；,往锅内加入食盐，使生成物高级脂肪酸钠从甘油和水的混合物中分离析出（,盐析,）；,集取,浮,在,液,面,的,高级脂肪酸钠，加入,填充剂,，进行压滤、干燥、成型，就制成成品肥皂；,下层液体经分离提纯后，便得到甘油。,工业制皂流程简述,动、植物油脂,混合液,胶状液体,上层：高级,脂肪酸钠,下层：甘油、,NaCl,溶液,上层,肥皂,下层,甘油,NaOH,NaCl,固体,盐析,天然原料制的肥皂使用,4,种脂肪：牛油、棕榈油、椰子油和橄榄油。,有机酸要有洗涤本领必须含有,9,个碳以上的长链，而且洗涤本领随着碳链的增长而增强。然而，分子含,18,个碳以上的肥皂是不溶于水的，即使在热水中也不溶解。,含,18,个碳的肥皂具有较好的洗涤本领,。油酸（恰好含,18,个碳）是十分好的洗涤剂,a,原料来源广泛,制作工艺简单,.b,价格便宜,去污效果较好,对环境污染小,.,3,、肥皂的优缺点,1,）优点,:,a,、它在冷水中溶解得不好，在热水中才能较好地溶解，在酸性溶液中它不能很好地发挥洗涤作用，因为它在酸性溶液中会分解成不溶性的酸性肥皂和脂肪酸的团块。,b,、洗涤效果差，可能残留明显污垢。肥皂会与水中的钙、镁、铝及铁等元素反应（生成所谓金属皂）。这就是盆、桶盛了肥皂水后出现环状污垢。,2),缺点：,c,、通用性差。制皂需要使用大量,烧碱,，这使得肥皂碱性、腐蚀性太强，不适合洗涤丝、毛织物，以及某些,化学纤维,织品,d,、可能刺激皮肤。肥皂的,氢氧化钠,含量通常较高，使皂体碱性、腐蚀性大大增强。相反，人的皮肤一般为弱酸环境，手洗时，肥皂对皮肤的刺激、损伤较大，肥皂洗涤的贴身衣物也刺激皮肤，使人产生发粘、发烧的不适感。,针对这些因素，科学家研制出很多不同类型的合成洗涤剂。它们有的呈中性，有的能抗硬水，而且不需要耗用大量的天然油脂,四、合成洗涤剂,合成洗涤剂是由表面活性剂（如烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠）和各种助剂（如三聚磷酸钠）、辅助剂配制而成的一种洗涤用品。,人们最早生产和使用合成洗涤剂是在1954,年，目前世界年产合成洗涤剂大约,1300,万吨，洗涤剂已成为人们日常生活中必不可缺少的用品,。,（一）合成洗涤剂的分类,合成洗涤产品如果按照产品的性状区分，有粉状洗涤剂与液体洗涤剂和洗衣膏等，,而粉状洗涤剂中又有普通粉状洗涤剂和浓缩洗涤剂之分，其中浓缩洗衣粉代表着当今世界洗衣粉发展的潮流。,人们熟知的有洗衣粉、清洗剂、洗发剂、餐具洗涤剂、洗厕液等均属于合成洗涤剂。,（二）洗衣粉,洗衣粉是合成洗涤剂中最为常用的一种，其产量也是最大的，在合成洗涤剂中占主导地位。,洗衣粉主要是以表面活性剂加入大量无机和有机助剂，通过喷雾制成蓬松干燥的粉末，然后混合添加洗涤助剂等装袋使用。,1,）表面活性剂,作为合成洗涤剂中的有效成分，表面活性剂中以烷基苯硫酸钠为主要活性物，其他常用活性物如,a-,烯烃磺酸盐（,AOS,）、脂肪醇硫酸盐（,FAS,）、磺基脂肪酸甲醇单钠盐（,MES,）、脂肪醇聚氧乙烯醚（,AEO,）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（,AES,）等。,1,、洗衣粉的成分,由表面活性剂组分和一些辅助组分（如鳌合剂、抗污垢在沉剂、增白剂、功能性添加剂、填充剂等）所组成。,在洗衣粉中含,15%25%,，往往是洗衣粉质量高低的一个标志，在合成洗涤剂配方中与,LAS,有好的协同效应，可明显提高在硬水的去污能力合泡沫力和调节水,PH,值，促进油污的去除。,（,1,）三聚磷酸钠,(,目前已用其他助剂替代）,2,）无机助剂,三聚磷酸钠,、水玻璃（硅酸钠）、纯碱（碳酸钠）、硫酸钠和过硼酸钠,三聚磷酸钠的主要作用：,将硬水中的钙、镁离子鳌合起来，使,硬水变成软水。,对微细的无机粒子或油脂微滴具有,分散、乳化、胶溶,作用，防止污垢再沉积到衣物上，提高洗衣粉的去污能力。,维持水溶液为弱碱性,（,pH,值为,9.7,），有助于增强洗衣粉的洗涤效能。,使洗衣粉,不易吸潮结块,。,但是含大量磷化合物的洗涤废水排放到水域中，会使水生藻类大量生长，破坏水中生态平衡，造成环境污染。,很多国家提出了禁磷和限磷措施，并在不断地研究和开发三聚磷酸盐的替代品，取得了不少成果，其中比较有效的助剂有：有机螯合助剂，如二乙胺四醋酸,(EDTA),、氮川三醋酸,(NTA),、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等；高分子电解质助剂，如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。目前普遍认为，人造沸石是比较有发展前途的洗涤助剂。,（,2,）水玻璃的主要作用：,防止,磷酸盐对洗衣机金属表面的,腐蚀,作用；,对水溶液中的污垢和微粒固体具有悬浮、分散和乳化的作用，能,防止污垢再沉积,到织物上；,增加洗衣粉颗粒的强度，,纺织结块,。,（,3,）纯碱的主要作用：,增加洗衣粉的碱性,，增加对油脂性污垢的去污能力。,（,4,）硫酸钠的主要作用：,填充剂,，在洗衣粉中含量为,20%45%,，可以降低洗衣粉的成本；,有助于表面活性剂在织物表面的,附着,；,降低表面活性剂的,临界胶束浓度,。,（,5,）过硼酸钠的主要作用：,能,释放出活性氧,，可使污垢氧化，起,漂白作用和化学去污斑,作用。,羧甲基纤维素钠：,能吸附在污垢质点周围以及织物表面上，由于它带有大量的负电荷，在静电的排斥作用下，使污垢质点很好地悬浮、分散在溶液中，不再沉积到织物上。,荧光增白剂：,在水溶液中能被纤维织物吸附，且不会立即被洗掉，能增加织物的光泽。,酶：,蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维酶等，,对某些污垢有特别,强得清除作用,。,3,）、有机助剂,2,、洗衣粉的分类,普通洗衣粉,加酶型洗衣粉,添加了适当酶制剂，可祛除血、汗、奶等蛋白渍，兼有普通洗衣粉的去污作用；,超浓缩洗衣粉,：采用高级非离子表面活性剂及多种强效助洗剂复配研制而成的超浓缩低泡沫洗衣粉，用量少、效能高、洗净力强 的特点。,（三）液体洗涤剂,1,、洗衣用的液体洗涤剂,(1),弱碱性衣用洗涤剂,除含有烷基苯磺酸钠等表面活性剂外,还含有许多助剂如,三聚磷酸钠、沸石以及螯合剂和增稠剂,等，液体一般,不透明,。弱碱性液体洗涤剂,pH,值为,910.5,适用于,洗涤棉、麻、合成纤维等织物,。,(2),中性液体洗涤剂,由,表面活性剂,和,增溶剂,组成，不含助剂。其中表面活性剂的浓度较高，而且由阴离子与非离子复配而成，另含有少量的溶解助剂如肥皂、柠檬酸钠等。该洗涤剂,透明度较高,，,pH,值在,7,8,，可用于,细的丝毛等精细织物,。,（,3,）衣领净,属于,重垢液体洗涤剂,，主要用于,领口、袖口等污垢较重的部位的洗涤,。其中含有表面活性剂、助剂、酶、荧光增白剂、抗再沉淀剂、香料等。,主要优点是,低温下溶解性好、易分散、可用于手洗预除去,或直接去除污渍。使用时直接刷涂在干的衣物上，数分钟后再搓洗。,（,4,）织物柔顺剂,洗涤剂多为阴离子型表面活性剂构成，少量的,阴离子残留在织物,上，从而引起静电，使衣物的手感发硬。,织物柔顺剂实际上是,一种电荷中合剂,，其活性物多为,季铵盐类阳离子,型表面活性剂，不仅能消除静电，还能使织物柔软而富有弹性。,2,、其他专用液体洗涤剂,（,1,）浴液,主要成分有表面活性剂、发泡剂、泡沫稳定剂、香精、增稠剂、螯合剂、颜料等。,用于皮肤清洗，要求,性能温和、不刺激皮肤、不刺激眼睛和粘膜,，有,足够的去污能力,，有效去除人体表面的污垢。使用后皮肤感到滑爽、舒适并可留下怡人的香气。,（,2,）餐具、果蔬洗涤剂,主要由表面活性剂、发泡剂和增溶剂等组成。常用的表面活性剂为,脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠,等。,该洗涤剂必须对,人体无害、不刺激皮肤,、对餐具,无腐蚀,作用，对水果和蔬菜,不应损伤其营养成分,。,一定要用清水充分冲洗，自来水冲洗连续,3,5,分钟，尽量减少其在餐具和果蔬上的残留量。,（,3,）消毒洗涤剂,主要由表面活性剂、杀菌剂、稳定剂等成分组成，其中杀菌剂多使用,次氯酸钠,。,消毒洗涤剂在水中呈碱性，只适用于洗涤餐具、衣物等，,不能用来洗涤水果和蔬菜,。,使用时注意用水稀释到一定浓度,次氯酸钠约为,20,30,毫克,/,升,，,才能取得最佳消毒效果。,（,4,）硬表面清洁剂,用于玻璃门窗、墙壁、家具等表面的除垢，其主要成分为,非离子表面活性剂,、阴离子表面活性剂、磷酸盐、羧甲基纤维素、尿素、二甲苯磺酸盐、杀菌剂和香料等。,要求清洁剂对于被清洁物体,没有腐蚀性,、而且液体中,不能有固体颗粒,，以免划伤被清洁物体表面。,（,5,）卫生间瓷器清洁剂,用于清洗卫生间的瓷盆、厕盆、浴盆及瓷砖表面的污垢。,主要成分都离不开表面活性剂、消毒剂、香精等。此类,清洗剂与水的相容性好,，且不含固体颗粒，长期使用不会影响瓷器的光洁度。,1,、首先要查看该商品是否有,生产和毒性检验证号,、,卫生许可证号,，以及是否注明,产品使用的有效期限,。,2,、了解产品的性能、用途和使用方法。选择无毒、去污力强，,pH,值接近皮肤酸值上限,(,皮肤酸是,pH,：,4.5,6.5),，,对皮肤无损害、无刺激，使用方便的洗涤剂。,五、,洗涤用品的一般选择,3,、,少选或不选碱性洗涤剂,，此类洗涤剂虽然具有较好的去污效果，但会使皮脂过多流失，造成表皮粗糙，角质层受破坏，使细菌易于侵入。如果要用，以选,弱碱性,者为好。,4,、为了保护人类生存环境，尽可能选择,无磷洗涤剂,以促进洗涤剂工业朝无污染方向发展。,1,、棉质织物、化纤类织物,对于我们身边的很多棉质的衣物、被褥床单等，一般污垢较多，而且对洗涤液的酸、碱性没有特殊的要求，故可以选用去污力较强的普通合成洗涤剂，如洗衣粉。,（一）织物洗涤剂的选择,牛仔类,a,、牛仔裤洗涤最易褪色。如把新买来的牛仔裤放入盐水浸泡,10,小时左右，以后再洗时就不会褪色了。,b,、由于牛仔裤遇水后发硬，这就给洗涤造成一定的困难。洗涤这类服装时，首先要对其进行冷浸，然后再用肥皂进行刷洗。经刷洗后再用洗衣粉进行机洗。洗涤温度最佳为,50,，洗涤时间为,15,分钟。最后用温水和冷水漂净、脱水晾干。,羊毛、丝绸织物的成分主要是蛋白质纤维这类织物一般污垢不重，但对碱性环境较敏感。市售的绝大部分洗衣粉添加了酶制剂，对蛋白质纤维具有一定的破坏作用，且洗涤液的,PH,呈碱性。故该类织物不宜用洗衣粉进行洗涤，而要选用中性的或弱酸性的洗涤剂，且不要添加酶制剂。也可以选用专用的丝毛类洗涤剂，这类洗涤剂弥补了洗衣粉在这方面洗涤功能的空缺，但这类洗涤剂的不足之处是洗净力不如洗衣粉强。,2,、羊毛、丝绸、麻、醋酸纤维等轻柔高档织物,羽绒服内的禽类羽绒为蛋白质纤维，纤维的表面还有脂肪质起着保护层的作用。若使用肥皂和普通洗衣粉清洗，由于二者均具有较强的碱性，易破坏纤维 表面的脂肪保护膜，并会渗入纤维内部，使羽绒失去原有的柔润、弹性和光泽，缩短羽绒服的使用寿命。,3,、羽绒类织物,因此，该类织物同样需选用中性的洗涤剂，最好是专用的羽绒服清洗剂，其保护和调理成分能保持羽绒服面料的光泽和内部的蓬松。但要注意洗涤剂的浓度不宜过高，否则难以漂洗干净，羽绒中残留的洗涤剂会影响羽绒的蓬松度，大大降低保暖性。,皮肤、毛发和指甲均由蛋白质构成。皮肤的最外层叫角质层，它是大部分皮肤用化妆品所作用之处。角质层主要由含水量较低和,PH,约为,4,、略带酸性的死细胞所组成，角质层的结构使得它既不溶于水，又能使水稍微透过。洗涤皮肤会去掉能保持正常水分的脂肪。因此洗手液一般要求无磷、铝、碱、烷基苯磺酸钠等成分，采用温和去污原理，对皮肤无刺激性，并要有一定的护肤作用二）皮肤用洗涤剂的选择,1,、洗手液,洗手液分为两大类：普通洗手液和消毒洗手液。前者只有清洁去污的作用，后者才含有抗菌、抑菌或杀菌的有效成分。二者可以从外包装上加以辨认，普通洗手液一般为“准字号”，消毒洗手液则多为“消字号”。,2,、沐浴露,沐浴液中表面活性剂占,15%35%,，还添加了一些助洗剂，包括磷酸盐、碳酸盐、香精、酶、泡沫促进剂、泡沫稳定剂。质量优良的浴液炮沫丰富稳定、性质温和、不刺激皮肤和眼睛。与肥皂相比浴液脱脂力较弱，但大部分的浴液都是碱性的，而人的皮肤是中性偏酸的。洗浴用品在去掉污物的同时，也带走了正常的皮脂，因此如果皮肤不是太油的话，最好选择中性的浴液。使用过程中，应尽量减少浴液在身体上停留的时间，尽快将炮沫冲洗干净。,（三）餐具用洗涤剂的选择,洗洁精主要是由各种表面活性剂、无机盐助剂、增溶剂、香精等组成。消费者在购买洗洁精时，可看该洗洁精是否有沉淀物、分层现象，是否有异常刺激性异味。一般来讲，合格产品的颜色是清澈透明的、洗涤效果良好,六,、,合成洗涤剂,与,肥皂,的比较,（,1,）肥皂,不,适合在硬水中使用，而合成洗涤剂使用,不受,限制；,（,2,）合成洗涤剂洗涤能力,强,，可以用于洗衣机使用；,（,3,）合成洗涤剂的原料,便宜,。,（,4,）合成洗涤剂的危害：由于其稳定性，在自然界中不易被细菌分解，造成水体污染。尤其含磷洗涤剂造成水体富营养。,化学洗涤剂的洗污能力主要来自表面活性剂。因为表面活性剂有可以降低表面张力的作用，可以渗入到连水都无法渗入的纤维空隙中，把藏在纤维空隙中的污垢挤出来。而化学洗涤剂则挤在这些空隙之中，水难以清洗它们。,七、化学洗涤剂的危害,同样，表面活性剂也可以渗入人体。沾在皮肤上的洗涤剂大约有,0.5%,惨入血液，皮肤上若有伤口则渗透力提高,10,倍以上。,进入人体内的化学洗涤剂毒素可使血液中钙离子浓度下降，血液酸化，人容易疲倦。这些毒素还使肝脏的排毒功能降低。使原本该排出体外的毒素淤积在体内积少成多，使人们免疫力下降，肝细胞病变加剧，容易诱发癌症。,人们在洗手，特别洗衣服，感到很方便；大宗衣物用洗衣机，加一点洗衣粉就可以不管它；但，夏天，洗一些小的衣物，就必须用手接触搓洗，对人不利。,然而，洗涤剂不是那么完美。含磷的洗衣粉排放后，可引起藻类过度繁殖、鱼虾大量死亡和水体污染。如前些日子，太湖就有报道；藻类泛滥和一些个体养鱼专业户的鱼大量死亡。,还有的洗衣粉加酶、加香、加增白剂等成分，这些化学物质也对人体非常有害，容易造成皮肤老化、粗糙，甚至还会引起皮肤过敏或皮疹。,洗手液里多含碱，总用它来洗手，接触多了，手部皮肤会让柔软的皮肤变得干燥和粗糙。洗洁精、柔顺剂、洁厕剂等清洗剂大都是工业合成，多含表面活性剂，不仅对皮肤有害，大量排放到江河湖海里也是污染。,而肥皂的主要的成分是苯璜酸钠，是从动物和植物脂肪中提炼出来的，天然成分较多，对人体不会有害。即使是香皂，也只是去了肥皂中的一些杂质，加了一点香料而已，所以，香皂也是比较天然的洗涤品。并且用皂类洗后，排出的污水，对环境影响也小。,所以，洗衣时尤其是洗内衣或宝宝的衣服时，最好用肥皂；平时洗手，如不是沾上特别难洗的污渍，不妨用香皂；刷碗或去污时，可戴上橡皮手套，用热水加去污能力较强的碱就能去污；对于柔顺剂，如果不是高级羊绒衫或丝绸类衣服，普通的衣服，用肥皂稍加揉搓即可洗净。,当人们逐步认识了化学洗涤剂的危害之后，一定会加速开发天然洗涤剂资源的步伐，为使人们更加健康，社会更加进步而努力奋斗。,谢 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