Xà phòng hoạt động như thế nào?

Một sự thật hiển nhiên là dầu và nước không hợp nhau. Dù bạn lắc mạnh đến mức nào thì nước sốt dầu giấm (95% là nước) vẫn luôn tách thành dầu và nước.

Xà phòng hoạt động như thế nào? Cơ chế hoạt động của xà phòng.

Xà phòng, nước và dầu đều được tạo thành từ các phân tử. Một số phân tử ưa nước sẽ bị nước hút. Một số phân tử kỵ nước sẽ bị nước đẩy lùi. Nước và bất cứ thứ gì hòa tan được với nước đều ưa nước. Dầu và bất cứ thứ gì hòa tan được với dầu đều ưa dầu (kỵ nước).

Chúng ta đều biết rằng khi nước và dầu trộn lẫn với nhau, chúng sẽ tách ra. Các hợp chất ưa nước và kỵ nước không trộn lẫn với nhau. Để lý giải vì sao dầu và nước không thể hòa tan, chúng ta sẽ nhắc lại một số kiến thức nhỏ sau.

Phân tử phân cực và không phân cực

Các phân tử được chia thành phân tử phân cực hoặc không phân cực. Một số phân tử có thể mang đặc tính cả hai (lưỡng cực). Cực có nghĩa là tích điện trái dấu và không phân cực có nghĩa là tích điện cùng dấu. Cơ sở của các phân tử phân cực và không phân cực đến từ điện tích trên các nguyên tử trong phân tử.

Trong đó, nguyên tử có hạt nhân bên trong gồm hạt neutron không mang điện tích và hạt proton có điện tích dương. Xoay quanh hạt nhân là các electron âm.

Khi các nguyên tử liên kết với nhau để tạo thành các phân tử, chúng chia sẻ hoặc cho các electron. Nếu các electron được chia sẻ bằng nhau bởi các nguyên tử, thì phân tử không có điện tích (không phân cực)

Khi sự sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử sao cho một đầu của phân tử mang điện tích dương và đầu kia mang điện tích âm thì phân tử đó có các cực điện và được gọi là phân tử có cực.

Các hợp chất không phân cực như dầu mỡ, không thể hòa tan trong nước. Các hợp chất phân cực hòa tan trong nước. Hầu hết những gì chúng ta gọi là bụi bẩn, tạp chất, vết dơ trên da đều là hợp chất không phân cực, không thể rửa trôi chỉ bằng nước.

Xà phòng có thể hòa tan cả nước và dầu. Tại sao không?

Vì các phân tử xà phòng có cả hai đặc tính của phân tử không phân cực và phân cực nên xà phòng có thể hoạt động như một chất nhũ hóa. Chất nhũ hóa chỉ đơn giản là một chất phụ gia giúp hai chất lỏng trộn lẫn với nhau.

Sau quá trình xà phòng hoá (Dầu hữu cơ – acid béo của dầu cám gạo, dầu dừa tinh khiết xảy ra phản ứng hoá học với NaOH) thì muối Natri của acid béo được tạo ra, phân tử muối có 2 đầu: Đầu ưa nước sẽ hòa tan chất bẩn tan trong nước, đầu kỵ nước thì ưa dầu sẽ hoàn tan chất bẩn tan trong dầu. Khi bụi bẩn, chất béo hoặc dầu được trộn với nước xà phòng, các phân tử xà phòng sẽ tự sắp xếp thành các cụm nhỏ gọi là mixen.

Phần đầu ưa nước của các phân tử xà phòng dính vào nước và hướng ra ngoài, tạo thành bề mặt ngoài của mixen. Còn cái đuôi nguệch ngoạc ưa dầu (kỵ nước) thu hút dầu thừa và chất bẩn giữ chúng lại thật chặt ở trung tâm. Khi bạn rửa lại với nước, các hạt mixen mang theo chất bẩn nhờn bị rửa trôi theo.

Thế có bao giờ bạn thắc mắc tại sao việc rửa tay bẩn, dính dầu mỡ dễ dàng hơn trong nước ấm hơn là nước lạnh chưa? Đó là bởi vì chất béo và dầu tan chảy trong nước nóng, dễ dàng gắn vào đầu kỵ nước của phân tử xà phòng hơn.

Xà phòng là chất hoạt động bề mặt tự nhiên?

Chất hoạt động bề mặt là tên gọi chung của bất kỳ hợp chất nào làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng mà nó được hòa. Công thức của các sản phẩm tẩy rửa dựa trên chất hoạt động bề mặt.

Các chất hoạt động bề mặt tổng hợp cũng làm giảm sức căng bề mặt của nước và cấu trúc của chúng tương tự như cấu trúc của xà phòng với một đầu ưa nước (phân cực) và một đuôi kị nước (không phân cực). Do đó, chất tẩy rửa cũng tương thích với cả nước và dầu.

Khi các chất hoạt động bề mặt như xà phòng tự nhiên hoặc chất tẩy rửa tổng hợp làm giảm sức căng bề mặt của nước, về cơ bản, chúng làm cho các phân tử nước trơn hơn, do đó chúng ít có khả năng dính vào nhau hơn và có nhiều khả năng tương tác với dầu mỡ hơn.

Chỉ có điểm khác là, sữa tắm hay các sản phẩm tẩy rửa công nghiệp cần thêm chất phụ gia, còn xà phòng tự nhiên không cần chất phụ gia tổng hợp để tạo bọt hoặc làm sạch vì xà phòng tự nhiên là chất hoạt động bề mặt tự nhiên. Vì vậy, nó không chỉ tạo ra bọt mà còn giúp làm sạch bụi bẩn dầu nhờn thừa trên da của bạn một cách tự nhiên!

Bạn có thể coi xà phòng là chất trung gian giúp mang dầu và nước lại với nhau để bụi bẩn và dầu mỡ trên da bạn có thể dễ dàng được rửa sạch.

Xem thêm: Chuyên đề Ester Lipid Hóa học 12.

Khái niệm công thức cấu tạo đồng phân danh pháp của Ester Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Tính chất hóa học của Ester Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Tính chất vật lý điều chế và ứng dụng Ester Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Bài tập Ester Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Khái niệm và tính chất vật lý của chất béo Acid Béo Lipid Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Tính chất hóa học của chất béo Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Bài tập chất béo Hóa học 12 Chân trời sáng tạo.

Xà phòng và chất giặt rửa Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Bài tập xà phòng và chất giặt rửa Hóa 12 Chân trời sáng tạo.

Ôn tập chương 1 Ester Lipid Xà phòng và chất giặt rửa Hóa học 12 chân trời sáng tạo.