肥皂的成分和去污原理

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肥皂的成分和去污原理

衣服脏了，就要洗干净，古人是怎么洗衣服的呢？在河边将衣服浸湿后，放在石头上用一根木制棒槌敲击，再用清水一漂，任务就完成了。洗衣就是把污垢敲打到水里去，难怪上海方言称洗衣为打衣裳（推而广之，洗头洗脚都称打）。这可说是纯物理的方法，它既损伤衣服，还洗不太干净，尤其是油污。

后来，人们发现有些东西可以帮助洗衣服，如在希腊的一个小岛上，每当下大雨就出现一片白花花的泡沫，随便抬块土就可洗澡洗衣物且洗得很干净。原来岛上的土里含有碱，一遇水就起泡泡。人们很早就利用碱来洗衣物，而且知道要用热水。直到现在，碱还是人们常用的洗涤用品。但碱性太强会伤害皮肤，损坏衣服，衣服洗多了易褪色，甚至破烂。人们把草木灰浸在水中，滤出的液体也可用来洗衣服，洗手，因为草木灰中含有碳酸钾，它是一种弱碱，不是特别油污的东西，用它当然比纯碱（ ）好。

还有一种更好的天然物质。许多地方都生长着一种大树，每到秋天树上结满了状如娥眉豆的果实，只是更丰满些，由于颜色灰黑，人们称之为“皂角”或“皂荚”。剥开荚，取出里面的籽揉碎后放在水里，衣服就可以洗得较干净了。直到20世纪50年代，我国农村地区还普遍使用皂荚洗衣。

肥皂身世

300多年以前，在欧洲的一座王宫里正在举行盛大宴会。在厨房的一角，放着一只盛有草木灰的木桶，那是给厨师们洗手用的。一位厨师一不小心把一碗滚烫的猪油打翻在这个桶中，猪油和草木灰混在一起，成了一团粘糊糊的东西。宴会结束了，厨师洗手时，顺手把桶里的东西抹在手上搓洗，使他奇怪的是，手洗得特别干净，比草木灰更好。

有人知道了这一情况，把碱和油脂放在一个大锅里熬煮，制成了肥皂。可能是用了肥肉一般的油脂，又可代替皂角，所以称之为“肥皂”吧！　　

现在，能洗去污垢的不止是肥皂，还有各种各样的洗涤剂。为了合成符合要求的洗涤剂，我们必须弄清污垢的成分和洗净的原理。衣服上的污垢大致可分为三类：

1．油性物质，如动植物油脂等；

2．水溶性物体，如糖果汁、无机盐类；

3．不溶于水的固体，如泥土、灰尘、金属氧化物等等。

据分析，人的外衣污染物来源复杂，而内衣多为汗水和皮脂。汗除含98.4％的水外，含氯化钠0.57％、脂肪类0.40％、尿素0.08％、乳酸盐0.5％；而皮脂含游离脂肪酸25％、角鲨烯5.0％、烃类2.0％、蜡20％、甾醇脂3.0％、甾醇1.5％、脂肪25％、甘油脂10％，其它组分8.5％。

污垢主要是依靠三种结合力粘附于衣服之上：

1．机械力，即细微的固体污垢被镶嵌在织物纤维细小的孔洞中；

2．分子间力，主要是静电力；

3．化学结合力或吸附力。

良好的洗净剂应具有以下特征：

1．具有强润湿能力；

2．具有将污垢移至水中去的能力；

3．具有将水中的污垢分散防止污垢重新附着的能力。

两栖分子

肥皂为什么能洗去污垢呢？19世纪的化学家解开了这个谜。肥皂去污的详细机理很复杂，但最主要的原理在于它的分子结构。肥皂的主要成分是硬脂酸钠（ ），其分子形似蝌蚪或火柴杆。它的大“头”是极性的羧基（ ），易溶于水，为亲水憎油基。它的长“尾”为非极性的羟基（ ），与有机物互溶，为亲油憎水基（在化学上称为“相似相容原理”）。当衣物上的油迹或污垢涂上肥皂，并机械摩擦之后，肥皂分子就浸润到衣物的缝隙，其亲油基拼命进入油迹颗粒内，与油污结合，而亲水基则死死赖在水中，油迹就被肥皂分子拉下水。油污下水后，由于肥皂分子的“两栖”结构还具有乳化作用，又变成类似牛奶、豆浆、农药乳剂似的水包油型乳状液，使污垢分散在水中而不再回到衣物上，最后经漂洗而除去，这就是肥皂去污的最主要作用。

表面活性剂的详细去污机理比较复杂，有渗透、浸润、乳化、分散、发泡、增溶等多种作用，但大多与分子的两栖结构有关，要系统地、全面地了解这方面的知识要学习表面化学。表面化学现已成为化学的一个分支学科。

制造肥皂，要消耗大量的动、植物油，而洗衣粉等合成洗涤剂，其原料是石油、硫酸、

十二烷基苯磺酸钠是典型的两栖分子。洗衣粉去污能力比肥皂强，适应性也比肥皂广。如肥皂有一天生弱点，即怕硬水。硬水中的钙、镁离子与肥皂发生反应生成硬脂酸钙（或硬脂酸镁）沉淀，破坏了其去污能力。而洗衣粉中的三聚磷酸钠能和硬水中的钙、镁离子生成一种可溶于水的络合物，因此不影响其除污垢的效果。

还有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中再加入少量碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣服上的血迹、汗斑，以及其它由蛋白质与灰尘胶粘凝固而成的污迹遇到它，蛋白质就会水解成氨基酸，污迹的结构便产生松弛，膨胀而解体，稍加搓洗就会脱落。须注意的是，不能用它来洗羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的织物以免纤维受到破坏。

洗衣粉种类繁多，可大致分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型。要根据洗涤对象选择洗衣粉，且不能任意混用。

弄清肥皂分子“两栖性”及去污原理后，表面活性剂就出现了突破性进展，利用这一原理也开发出了五花八门的产品，足见科学研究的重要性。

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