세정제 화학 | 비누

때(dirt)란 어떤 오염 물질이 원하지 않는 장소에 있는 것을 말한다. 토마토 스프는 맛있는 음식이지만 셔츠에 묻으면 때가 된다. 현재 때를 제거하는 세정제 또는 계면활성제 상품들은 1,200여 가지나 된다. 전형적인 계면활성제로는 비누가 있는데, 비누는 B. C. 2,500년경 지금의 이란과 이라크에 해당하는 수메르 지방에서 사용한 기록이 있다. 비누는 오랫동안 지방과 알칼리로 만들어져 왔다. 고대 그리스의 의사인 Galen은 비누를 일컬어 몸에는 더러운 때를 제거할 뿐 아니라 의약품의 일종이 된다고도 하였다.

 

 

비누

지방이나 기름들을 강염기로 가수분해시키면 글리세롤과 지방산염이 얻어진다. 이 가수분해 과정을 검화(비누화)반응이라 하고 여기서 생긴 지방산의 나트륨 혹은 칼륨염을 비누(soap)라고 한다. 비누를 만들었던 초창기에는 나무를 태운 재로부터 얻은 알칼리 용액에 동물의 지방을 부어서 만들었다. 이때 만들어지는 비누는 순수한 수용액중에서 보다 소금물에 넣으면 더 쉽게 석출된다. 현대의 일반가정에서는 빨래, 마루청소, 세차 등 세척 목적에 알맞게 제조된 많은 종류의 세척제들을 사용하고 있다.

 

 

비누의 세정작용은 비누 분자구조를 통해 이해할 수 있다. 기름과 물이 공존하는 계에서 비누 분자인 스테아린산 나트륨은 두 물층 사이의 접촉면으로 침투한다. 탄화수소 사슬은 비극성으로서 비극성인 기름 분자들과 잘 섞인다.

 

 

그리고 극성인 -COO-Na⁺기는 물층으로 잘 침투하여 들어가는데 그 이유는 이 극성기가 물에 수화되기 때문이다. 비누 분자들은 물과 기름층 사이에 있게 된다. 이러한 상태에서 저어주면 기름 덩어리는 작은 입자들로 나누어지고, 이 입자들은 수화된 비누 분자들에 의해 둘러싸이게 된다.

 

비누 분자에 의해서 둘러싸인 기름 입자들은 다시 뭉칠 수가 없는데, 그 이유는 이 비누 방울들의 외부는 -COO-Na⁺로 둘러싸여 주변의 물들과 강력한 결합을 하기 때문이다. 결국 기름을 둘러싼 비누 방울들은 충분한 물에 의하여 씻겨 나간다. 비누는 합성세제의 출현으로 인하여 사용량이 줄어들긴 했지만 아직도 전체 시장 점유률이 40% 정도로서 제일 많이 사용되고 있는 계면활성제이다.

 

 

 

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