肥皂去污的科學(xué)原理是什么
有很多的人都會(huì)用肥皂洗衣服，因?yàn)橛梅试硐匆路梢匀コ蹪n。下面為您精心推薦了肥皂去污的科學(xué)原理，希望對(duì)您有所幫助。
肥皂去污的原理
肥皂是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽，它的分子可分為兩部分：一部分是極性的羧基，它易溶于水，是親水而憎油的，叫做親水基;另一部分是非極性的烴基，它不溶于水而溶于油，是親油而憎水的，叫做憎水基。例如：
當(dāng)肥皂溶于水時(shí)，在水面上，肥皂分子中親水的羧基部分傾向于進(jìn)入水分子中，而憎水的烴基部分則被排斥在水的外面，形成定向排列的肥皂分子。這種高級(jí)脂肪酸鹽層的存在，削弱了水表面上水分子與水分子之間的引力，所以肥皂可以強(qiáng)烈地降低水的表面張力，因而是一種表面活性劑。當(dāng)肥皂在水中的濃度較低時(shí)，肥皂分子是以單分子形式存在的，這些分子聚集在水的表面，即親水基團(tuán)進(jìn)入水中，憎水基團(tuán)被排斥在水的外面。當(dāng)水中肥皂的濃度逐漸增大時(shí)，水的表面上聚集的肥皂分子逐漸增多而形成單分子層。繼續(xù)增大肥皂的濃度時(shí)，由于水的表面已被占滿，水溶液內(nèi)部的肥皂分子中憎水的烴基開始彼此靠范德華力聚集在一起，而親水的羧基包裹在外面，形成膠體大小的聚集粒子，稱為膠束。肥皂的膠束呈球形，如圖12-2。形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，水的表面已被占滿，水的表面張力降至最低。超過了臨界膠束濃度，再增大水中肥皂的濃度，只能增加溶液中膠束的數(shù)量。
在洗滌衣物時(shí)，肥皂分子中憎水的烴基部分就溶解進(jìn)入油污內(nèi)，而親水的羧基部分則伸在油污外面的水中，油污被肥皂分子包圍形成穩(wěn)定的乳濁液。通過機(jī)械搓揉和水的沖刷，油污等污物就脫離附著物分散成更小的乳濁液滴進(jìn)入水中，隨水漂洗而離去。這就是肥皂的洗滌原理，如圖12-3所示。
在臨界膠束濃度前后，去污能力與肥皂的濃度有很大的關(guān)系：低于臨界膠束濃度，去污能力隨肥皂的濃度的下降而急劇下降;超過臨界膠束濃度，去污能力幾乎不能隨肥皂的濃度而改變。其他的洗滌劑也是如此。
肥皂雖然具有優(yōu)良的洗滌作用，但也還有一些缺點(diǎn)。例如，肥皂不宜在酸性或硬水中使用，因在酸性水中能形成難溶于水的脂肪酸，而在硬水中能生成不溶于水的脂肪酸鈣鹽和鎂鹽。這樣不僅浪費(fèi)肥皂，而且去污能力也大大降低。另外，生產(chǎn)肥皂要消耗大量的食用油脂。所以近年來，根據(jù)肥皂的洗滌原理，合成了許多具有表面活性作用的物質(zhì)，這些物質(zhì)就叫做合成表面活性劑，它不僅可供洗滌用，而且還有其他方面的用途。
肥皂去污的機(jī)理
最主要的原理在于它的分子結(jié)構(gòu)。肥皂的主要成分是硬脂酸鈉(，其分子形似蝌蚪或火柴桿。它的大“頭”是極性的羧基，易溶于水，為親水憎油基。它的長(zhǎng)“尾”為非極性的羥基，與有機(jī)物互溶，為親油憎水基(在化學(xué)上稱為“相似相容原理”。當(dāng)衣物上的油跡或污垢涂上肥皂，并機(jī)械摩擦之后，肥皂分子就浸潤(rùn)到衣物的縫隙，其親油基拼命進(jìn)入油跡顆粒內(nèi)，與油污結(jié)合，而親水基則死死賴在水中，油跡就被肥皂分子拉下水。油污下水后，由于肥皂分子的“兩棲”結(jié)構(gòu)還具有乳化作用，又變成類似牛奶、豆?jié){、農(nóng)藥乳劑似的水包油型乳狀液，使污垢分散在水中而不再回到衣物上，最后經(jīng)漂洗而除去，這就是肥皂去污的最主要作用。
表面活性劑的詳細(xì)去污機(jī)理比較復(fù)雜，有滲透、浸潤(rùn)、乳化、分散、發(fā)泡、增溶等多種作用，但大多與分子的兩棲結(jié)構(gòu)有關(guān)，要系統(tǒng)地、全面地了解這方面的知識(shí)要學(xué)習(xí)表面化學(xué)。表面化學(xué)現(xiàn)已成為化學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。
制造肥皂，要消耗大量的動(dòng)、植物油，而洗衣粉等合成洗滌劑，其原料是石油、硫酸、
十二烷基苯磺酸鈉是典型的兩棲分子。洗衣粉去污能力比肥皂強(qiáng)，適應(yīng)性也比肥皂廣。如肥皂有一天生弱點(diǎn)，即怕硬水。硬水中的鈣、鎂離子與肥皂發(fā)生反應(yīng)生成硬脂酸鈣(或硬脂酸鎂)沉淀，破壞了其去污能力。而洗衣粉中的三聚磷酸鈉能和硬水中的鈣、鎂離子生成一種可溶于水的絡(luò)合物，因此不影響其除污垢的效果。
還有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中再加入少量堿性蛋白酶，它的催化活性很強(qiáng)，衣服上的血跡、汗斑，以及其它由蛋白質(zhì)與灰塵膠粘凝固而成的污跡遇到它，蛋白質(zhì)就會(huì)水解成氨基酸，污跡的結(jié)構(gòu)便產(chǎn)生松弛，膨脹而解體，稍加搓洗就會(huì)脫落。須注意的是，不能用它來洗羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維的'織物以免纖維受到破壞。
洗衣粉種類繁多，可大致分為陰離子型、陽(yáng)離子型、兩性離子型和非離子型。要根據(jù)洗滌對(duì)象選擇洗衣粉，且不能任意混用。
弄清肥皂分子“兩棲性”及去污原理后，表面活性劑就出現(xiàn)了突破性進(jìn)展，利用這一原理也開發(fā)出了五花八門的產(chǎn)品，足見科學(xué)研究的重要性。
肥皂的妙用
1.在縫制質(zhì)料較厚的衣物時(shí)，最好先把縫衣針插在肥皂里潤(rùn)滑一下，縫的時(shí)候就不會(huì)感到吃力了。
2.鍋底的煤煙垢最難去除。如果使用之前在鍋底涂上一層肥皂，用后再加以清洗，就可以減少鍋底煤煙的積垢。
3.新繩子因?yàn)樘膊缓檬褂脮r(shí)，可將其放在肥皂水中浸泡5分鐘，繩子會(huì)變得柔軟好用。
4.如果鞋子太緊，為防止腳跟受到損傷，可用肥皂擦擦腳跟，襪子上和皮膚上都沾一些，再輕輕按摩幾下，腳跟便不會(huì)擦傷起泡了。
5.自己動(dòng)手油漆家具或房間時(shí)，先在自己的手上和準(zhǔn)備油漆物件的把手或開關(guān)上涂些肥皂，這樣即使在油漆的過程中沾上了油漆，也很容易擦洗掉。
6.粉刷過墻壁的刷子，可放在肥皂水里浸泡一夜，第二天刷子就容易洗干凈了。
7.在木箱或白布上寫毛筆字時(shí)，不容易寫得明顯。如果在墨汁中加入少量的肥皂水，或者在要寫字的地方用肥皂水擦一下，干后再用毛筆蘸墨書寫，字跡就會(huì)清晰明顯。
8.在糊壁紙的漿糊中加一點(diǎn)肥皂，不但能使壁紙容易裱糊，而且日后壁紙也不會(huì)因漿糊硬化而剝落。
9.手表金屬殼上用肥皂涂后，再用布擦拭干凈，可防止汗液侵蝕。
10.切割橡膠時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)夾刀割不動(dòng)的現(xiàn)象。只要在刀刃上涂一些肥皂，就可以毫不費(fèi)力地將橡膠切割開來了。
挑選肥皂的方法
1、從皮膚的性質(zhì)考慮
人的皮膚有干性、油性和中性之分，干性皮膚不滋潤(rùn)，最好選加入富脂性的香皂，它具有保持皮膚水分，增加皮膚營(yíng)養(yǎng)成分，潔膚、潤(rùn)膚的良好效果。油性皮膚選擇美容類香皂較合適，它能減少膚質(zhì)的腺油，獲得潔膚、護(hù)膚的效果中性皮膚適應(yīng)性較強(qiáng)，選擇香皂的范圍也較寬，以上兩類香皂均可用。
2、從香皂的功能考慮
香皂品種多，有護(hù)膚營(yíng)養(yǎng)類、藥物康膚類、旅游小香皂、兒童專用皂和液體皂等類型。如經(jīng)�；瘖y者，可選擇美容香皂、香水香皂和卸妝香皂。
3、看包裝和商標(biāo)
有些香皂的包裝很洋氣，商標(biāo)使用英文，請(qǐng)注意其是否有中文標(biāo)明的生產(chǎn)廠家和廠址，如沒有則可能是假冒偽劣產(chǎn)品。
4、看顏色
以自然的純色為好，如白色應(yīng)是奶白色或珍珠白色。有些產(chǎn)品大量添加熒光增白劑或鈦白 粉之類，看起來似乎很白，但屬不正常的白色。
5、體感鑒別
使用時(shí)皂體應(yīng)柔滑，泡沫細(xì)膩，連續(xù)擦洗沒有沙粒感，否則便是粗制濫造的產(chǎn)品。
6、看穩(wěn)定性
經(jīng)過多次使用，皂體應(yīng)完整不開裂，如無長(zhǎng)時(shí)間泡水，不應(yīng)出現(xiàn)糊爛狀，更不應(yīng)裂解成一層層的碎片。
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