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肥皂的“兩張臉”親水性和親油性


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-01-05

       要是兩個(gè)朋友之間的關(guān)系一直不融洽,人們就會(huì)說他們是“水和油的關(guān)系”。那么到底是什么性質(zhì)導(dǎo)致水、油如此不相容?

       來做個(gè)實(shí)驗(yàn)吧。把水倒進(jìn)杯子里,再把幾滴食用油滴進(jìn)去??匆豢?,水和油分得很清吧?再攪拌一下,卻發(fā)現(xiàn)它們一直都沒有混合。俗話說“近朱者赤,近墨者黑”,水和油性格差異如此之大,它們分別可以結(jié)合的物質(zhì)也各不相同吧?是否不論在什么狀態(tài)下,“水油不相容”都成立呢?凡事總有例外,肥皂就有“兩張臉”:一張是水,一張是油。

       世界上大部分物質(zhì)的性質(zhì)就是,要么只和油結(jié)合,要么只和水結(jié)合。易和油結(jié)合的性質(zhì),為親油性;易和水結(jié)合的性質(zhì),為親水性。

       所以把親水性的物質(zhì)和親油性的物質(zhì)放在一起,無論怎樣攪拌,它們各不相容。不僅不會(huì)結(jié)合,還存在著表面張力,即互相排擠的力。

       不過,有些稱為“表面活性劑”的物質(zhì),它們?cè)诰哂杏H水性的同時(shí),也具有親油性。表面活性劑,會(huì)使親水性物質(zhì)和親油性物質(zhì)之間的表面張力消失,使兩種物質(zhì)混合。具有代表性的表面活性劑之一,就是肥皂。肥皂具有親水性和親油性,就相當(dāng)于優(yōu)秀的外交官,和誰都可以親近。我們衣服上的污垢,脂肪占了90%,其余的是蛋白質(zhì)和灰塵混合的親油性物質(zhì)。要是在以前,人們洗衣服的時(shí)候,不用棒槌敲打,就無法把親油性物質(zhì)洗掉。但只靠棒槌,還是無法把衣服徹底洗干浄,這時(shí)就要用到肥皂。衣服上涂了肥皂之后,肥皂的一端就會(huì)向著水,另一端向著臟污。肥皂連接之下,臟污和水會(huì)混合在一起,同時(shí)脫離衣服。

       據(jù)史料記載,西亞的美索不達(dá)米亞地區(qū)是肥皂的發(fā)源地。約公元前3000年時(shí),人們將1份油和5份堿性植物灰混合,就制成了清潔劑。在歐洲,有很多關(guān)于肥皂起源的傳說,如:每逢節(jié)日,古羅馬的高盧人便將羊油和山毛櫸樹灰溶液攪拌成稠糊狀,將之涂在頭發(fā)上,利于把頭發(fā)梳成各種發(fā)型。有一次,節(jié)日正在進(jìn)行時(shí),天降大雨,發(fā)型被雨水破壞,人們卻意外地發(fā)現(xiàn),頭發(fā)干凈了。又有傳說,羅馬人在祭神時(shí),其燒烤產(chǎn)生的牛羊油滴落,和草木灰混合形成了“油脂球”。洗衣婦發(fā)現(xiàn),衣服在沾了“油脂球”后更易洗干凈。這些傳說都說明,人們用動(dòng)物脂肪與草木灰(堿)制皂的歷史已達(dá)幾千年。

       意大利的龐貝古城遺址中,考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)了制肥皂的作坊。這說明早在公元2世紀(jì),羅馬人已經(jīng)開始原始的肥皂生產(chǎn)。中國(guó)人也很早就知道,可以用草木灰和天然堿洗滌衣服,豬胰腺、豬油與天然堿混合后,被制成塊,稱“胰子”。

       在早期,人們一直沿用從草木灰中制取堿的古老方法,所以肥皂屬于奢侈品,直至1791年法國(guó)化學(xué)家盧布蘭用廉價(jià)的電解食鹽法成功制取火堿,才結(jié)束了這種狀況。1823年,脂肪酸的結(jié)構(gòu)和特性被德國(guó)化學(xué)家契弗爾發(fā)現(xiàn),肥皂即是脂肪酸的一種。19世紀(jì)末,制皂工業(yè)最終實(shí)現(xiàn)了由手工作坊向工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的過程。

       肥皂能去污的原因,就在于它有特殊的分子結(jié)構(gòu),分子的一端有親水性,另一端則有親油脂性,在水與油污形成的界面上,油脂被肥皂乳化,溶于肥皂水中;在水與空氣形成的界面上,圍住空氣的分子的肥皂,形成了肥皂泡沫。在肥皂的作用下,原本不溶于水的污垢,不再附著于衣物表面,而是溶于肥皂泡沫中,最后被完全清洗掉。

       18世紀(jì),法國(guó)人利用鹽及石炭制作的“人工蘇打”,取代了傳統(tǒng)自灰燼中得到堿汁的方法。到了19世紀(jì),德國(guó)人發(fā)明了用電氣分解食鹽水制造氫氧化鈉的方法。從此,苛性鈉得以普及,肥皂從“王謝堂前”,終于“飛入尋常百姓家”,搖身一變,成為平民百姓的日常生活用品。

       前人還是很聰明的,沒有肥皂,他們就用淘米水、豆粉、面粉、綠豆粉和菖蒲粉等植物的粉末洗臉,同樣有肥皂的效果。其中,官中佳麗或大家閨秀一般才使用綠豆粉和菖蒲粉,這種粉叫作“飛陋”,意思是讓不干凈的東西飛走。我們現(xiàn)在所用的肥皂,就是從飛陋演變而來。

       另一方面,前人用草灰水洗衣服。草灰水,就是用水泡燒完干草之后所留下的灰燼,對(duì)其進(jìn)行過濾后而得到的水。據(jù)說,用草灰水洗衣服,很容易洗掉污漬??梢?,我們聰明的祖先在生活中就發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用了各種科學(xué)原理。

       肥皂用途廣泛,除了用來洗衣服之外,在紡織工業(yè)上也運(yùn)用得極為廣泛。通常是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽,一般叫作“硬肥皂”,用得最多;多用于洗發(fā)刮臉等的是“軟肥皂”,即其鉀鹽;常用來做雪花膏的是其銨鹽。


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