肥皂和洗涤剂的清洁作用
在我们的日常生活中,我们经常使用清洁剂和肥皂来清洁衣服上的污垢。你有没有想过soap分子是由什么组成的,或者它是如何清洁污垢的?在本文中,我们将了解soap的结构及其清洁作用,但在此之前,我们将对soap是什么做一个简单的定义。
什么是肥皂?
Soap is produced by saponification reaction between sodium hydroxide or potassium hydroxide and vegetable oil or animal fats. Thus, soaps are potassium or sodium salts of a long chain of fatty acids. Soaps are water-soluble in nature.
皂化反应是酯和碱之间的反应,生成酒精和soap的产物。皂化反应的一般形式如下所示。
酯 + 碱 → 酒精 +Soap
肥皂的性质:
- 硬质:肥皂通常是硬质的,即它们是固体形式。
- 清洁作用:肥皂可有效清除表面的污垢。肥皂具有疏水尾部和亲水头部,这在清洁过程中同样重要。
- 泡沫形成:肥皂与软水形成泡沫。
- 调理剂:肥皂含有称为润肤剂的调理剂,一旦我们使用soap,它们就可以滋润我们的皮肤。
- 香味:肥皂通常会添加一种独特的香味。这些香水有助于平静我们、舒缓我们的心灵并去除我们的体味。
Soap的结构
soap分子是长链脂肪酸的钠盐或钾盐。因此soap有两个部分,一个是离子部分,另一个是长碳链。soap分子的两个部分具有非常不同的特性。这两个部分被称为:
- 疏水尾:这部分soap本质上是防水的,溶于油中。它本质上是离子的。
- 亲水头:soap分子的这一部分具有吸水性或亲水性,可溶于水。它由长链碳氢化合物组成。
如上图所示,soap分子有一个亲水头,通常是离子部分,疏水尾是长烃链,通常用R表示。soap的一个例子是 C 17 H 35 COO - Na + .
Soap的清洁作用
污垢一般是油性的,不溶于水。soap通过胶束形成过程清洁污垢。在详细研究soap的清洁作用之前,我们需要了解胶束是什么。
什么是胶束?
胶束由分子簇形成,其中分子以球形排列,疏水端朝内,亲水端朝外。
soap分子在水中形成胶束并执行如下清洁作用:
- 我们知道soap有疏水部分和亲水部分,所以当肥皂溶解在水中时,亲水端被水吸引而朝外,而疏水端被水排斥并朝内。下图显示了疏水端背对水而亲水端朝向水的soap分子。
- 现在,这些分子开始聚集在污垢分子周围,亲水头朝外,疏水尾朝向污垢分子,即远离水,形成称为胶束的球形分子簇。soap分子形成的胶束如下图所示。
- 胶束形式的soap分子可以清洁污垢,因为污垢现在被困在胶束中。
- 胶束形成以与水形成胶体溶液。
- 当布或表面用soap和水清洗时,亲水端被水吸引,被困在胶束内的污垢分子被水冲走。
- 这就是肥皂的清洁作用发生的方式。
香皂的优点:
- 肥皂很容易买到,便宜且使用方便。
- 肥皂在软水中清洁非常有效
- 它们在自然界中是 100% 可生物降解的,并且不会造成污染,因为它们很容易被污水中的细菌降解。
soap的缺点:
- 肥皂在硬水中清洁无效,因为它们会在硬水中形成浮渣,而不是形成泡沫。soap与镁离子在硬水中的反应如下所示。肥皂与硬水中的镁和钙离子反应形成不溶于水的脂肪酸钙或镁盐,并形成称为浮渣的白色沉淀物。
2RCOO - Na + + Mg 2+ → (RCOO) 2 Mg + 2Na +
- 浮渣粘在衣服上,使洗涤变得困难
- 高度支化的肥皂不易降解并造成污染。
- 由于肥皂本质上是碱性的,因此它们不能用于清洁羊毛服装,因为它们含有酸性染料。
示例问题
问题 1:定义肥皂。
回答:
Soaps are sodium or potassium salts of vegetable fats and are produced as a result of saponification reaction i.e. reaction between sodium or potassium hydroxide and vegetable oil or animal oil. Soaps are soluble in water.
问题2:soap分子由哪两部分组成?
回答:
The two parts of soap molecule are:
- Hydrophobic tail: This part of soap is water repellent in nature and dissolves in oils.
- Hydrophilic head: This part of soap molecule is water attractive or water loving and dissolves in water.
问题3:说出肥皂的两个特性?
回答:
The 2 properties of soap molecules are as follows:
- Cleansing Action: Soaps are effective to clean away the dirt from a surface.
- Lather formation: Soaps form lather with soft water.
问题 4. 肥皂有什么缺点?
回答:
Disadvantages of soap are:
- Soaps are not effective for cleaning in hard water as they form scum with hard water instead of lather formation
- Scum sticks to clothes and makes washing difficult
- Highly branched soaps are not easily degradable and cause pollution.
问题 5:定义胶束。
回答:
A micelle is the aggregate cluster of molecules where the molecules arrange themselves in a spherical shape with the hydrophobic end facing inwards and the hydrophilic end facing outwards.
问题 6:soap在硬水中的反应。
回答:
The reaction of soap in hard water is as follows:
2RCOO−Na+ + Mg2+ → (RCOO)2Mg + 2Na+
Here RCOO−Na++ is the soap molecule which reacts with Mg+2 ions from hard water to from scum i.e. (RCOO)2Mg.