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清洁这件事,人们早就不靠一块肥皂走天下,洗衣有洗衣粉、洗衣液,洗手有香皂、洗手液,洗澡有洗发水、沐浴露……不过这些液啊皂啊什么的,其实都属于表面活性剂——一种人类在两千多年前就已经发现的奇妙物质。

宾馆的各种肥皂。图片来源:wikipedia

宾馆的各种肥皂。图片来源:wikipedia

有证据存留的最早的肥皂雏形出现于公元前2800年的巴比伦文明,而最早的配方记载是公元前2200年留下来的,里面出现了水、碱性物质和肉桂油。古罗马时期,高卢人和日耳曼人都掌握了制作工艺,他们会用动物油脂如牛油和碱性的草木灰(主要成分是碳酸钾)的皂化反应来做肥皂。油+碱,这是一个很基本的配方,可以说沿袭至今也没有大的改变,因为它里面已经具备了制造具有去污能力的洗涤用品的要素,也就是提供亲水基团和疏水基团的反应成分。

硬质酸钠的结构简式。图片来源:wikipedia

硬质酸钠的结构简式。图片来源:wikipedia

肥皂为什么能洗掉仅仅凭水很难去除的脏东西呢?结合下图来看:肥皂等表面活性剂的分子可以分为两部分:亲油的脂肪链(黄色的棍)和亲水的负离子(红色的球),脂肪酸酯链伸手抓住了油污,而外面那头却被外面的水给抓住了,一通强拉硬拽的结果就是大家不得不和水一起离开,剩下干净的衣物,或其他我们要清洗的物件。

图片来源:rsc.org

图片来源:rsc.org

进入现代,透明皂、肥皂粉和液体皂纷纷登场。从固体到粉末、液体,因为分散越来越容易,使用也就越来越方便。尤其到了21世纪,液体皂逐渐成为了主流。其实从本质上来说,这些表面活性剂的组分和功用并没什么大的不同,只从形态上有所区别,原因在于所选用的脂肪结构不同。我们平常用的液体皂,即各种洗涤剂,也会有的稀一点有的稠一点,则是因为加入了不同比例的增稠剂以改变流动性和手感。

选择一多,人就喜欢比较,生活中常常会听到对洗涤产品的各种疑问,想要弄个清楚到底哪种好,比如到底应该用香皂好还是洗手液(沐浴液)、手工皂是不是比工业皂健康……事实上,就香皂与洗手液(沐浴液)来说,用哪一样完全只取决于个人使用习惯,并没有绝对的孰优孰劣,洗手液(沐浴液)中添加的润肤成分可能更利于保护皮肤,但你若是洗完手就记得擦护手霜其实也是一样的,而科学实验也证实,香皂不会更易导致细菌滋长,因为它们本身就含有抑菌成分。

至于手工皂与工业皂,那些声称手工皂碱性小所以对皮肤更好的人,其实忽略了一个事实:手工皂制作温度更低、反倒可能残留更多未反应的碱。即便那种以过量油脂投料的“超脂手工皂”,也很难保证里面的碱就一定反应完全了,碱性到底如何还要看检测的结果。此外强调手工皂里面的天然营养成分实在是毫无必要,且不说它们是否有所谓的营养,皂化反应过程中那些物质可能早就被破坏得差不多了。手工皂的唯一可取之处是不必人为添加芳香剂和着色剂等成分,对于皮肤过于敏感的人来说也许较适合。

不过,做手工皂的确是一件蛮好玩的事情,操作也非常简单,这里提供一个简易制备方法。

实验:自制肥皂

原理:油脂和氢氧化钠加热水解为高级脂肪酸钠和甘油,即(C17H35COO)3C3H5 + 3NaOH == 3C17H35COONa + C3H5(OH) 。

器材:可加热容器(如锅)1个;较大耐高温容器1个;小碗1个;搅拌棒1根;可均匀加热的加热设施(如煤气灶);猪油足量;30%NaOH溶液;95%酒精;饱和食盐水。

步骤

  1. 在加热容器中倒入油脂8ml和95%的酒精8ml,然后加30%的NaOH溶液4ml,搅拌使其溶解(必要时可加热);
  2. 用小火给容器加热,并不断搅拌,加热过程中应随时补充酒精和水以保持原有体积,可观察到溶液变稠;
  3. 注意观察皂化反应是否完全,方法为取出几滴反应液放入盛有纯净水的小碗,有油脂浮出则说明皂化不完全,可在反应锅中滴加碱液继续皂化,直到没有油脂析出为止;
  4. 将纯净水20ml慢慢加到皂化完全的反应液中,一边搅拌使得混合均匀,然后慢慢倒入大容器中,一边继续搅拌,静置,肥皂就会盐析上浮,待完全凝固后就可以取出来用啦~~

知识点:化学九年级下,常见的碱

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