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石鹸と合成洗剤の見分け方の原理
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No.2です。 まずは、No.3さん。 補足ありがとうございました。 本題ですがmqmさんは 「中和」と「界面活性」のふたつの概念をおさらいしたほうがよいでしょう 界面活性作用を持つには「親油性」と「親水性」の二面性を持つ必要が有ります。 今回であれば、脂肪酸Naや（アルキル）スルホン酸Naがそれにあたります。 これらは、それぞれ元の分子は界面活性作用を持ちません。 脂肪酸や（アルキル）スルホン酸は親油性ですし 水酸化ナトリウムは親水性ですね。 ここで、弱酸の塩＋強酸→強酸の塩＋弱酸という中和反応が有ります。 スルホン酸の塩＋酢酸はスルホン酸の方が強いため反応しません 一方、脂肪酸の塩＋酢酸は酢酸の方が強いため中和されます。 つまり スルホン酸の塩＋酢酸→スルホン酸の塩＋酢酸 脂肪酸の塩＋酢酸→酢酸の塩＋脂肪酸 となります。 前者は成分上何も変化していませんが、後者は大きく変化しています。 酢酸は親水性、脂肪酸は親油性ですので 界面活性作用を持つ分子が消失しているのです。 これが、今回の現象のすべてだと思われます。 No3さんがNo4で詳細な解説、参考URLをあげていただけているので 是非勉強してみてください。
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- easylife
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no.3です。 なぜこうなるかと聞かれると困るのですが、反応によって別物になったからとしか言いようがないです。 界面活性剤は、親水性基と親油性基を同じ分子上に併せ持つ、マッチ棒のような構造をしています。 イオン性の強力な親水性基と長い（強い）親油性基を持っています。 この構造によって、油を包み込みつつ水に溶けるという働きができるのです。 スルホン酸（R-SO3H）は（R-SO3Na）より水に溶けにくいので（多少なら溶けるはずですが）、界面活性剤としては働かなくなる（乳化作用がなくなる）と想像されます。 親油性基であるR-の部分が小さい酢酸（CH3COOH）はかなり水に溶けますが、（石鹸などの）スルホン酸のそれはあまり溶けないと考えられます。 しかし、乳化作用があるないに関らず、分子の構造が変化したことによって、泡が消えるなどの物性の差は出てきても不思議はありません。 参考URLをご参照ください。
お礼
おかげさまで界面活性剤の構造と作用がわかりました。 ご指導ありがとうございました。
- easylife
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スルホン酸＞酢酸＞脂肪酸 で合っています。 スルホン酸は基質が脂肪族でも強酸です。 「弱酸は希釈したほうが酸性度が上がるはず」というお話ですが、補足させていただくと、これはpHが7に近い所で少し薄めた場合の話ですね。 酢酸は有機酸の中では強いほうで、pH=4くらいはあるし、水をいっぱい入れて薄めるのであれば、希釈によって（電離度は上がるが）酸性度は下がると考えて差し支えないと思われます。 脂肪族の鎖長が長くなると、中性に近付きます。 表面に酸性基を持つポリマーなどを考えれば分かります。 no.1さんのおっしゃるとおりアルカリ洗剤も泡が消えそうな気がしますが、質問者さんのおっしゃる「合成洗剤」が家庭用のものならば、中性洗剤が一般的な気がするので、見分けられると言ってもよさそうですね。
補足
ご回答ありがとうございました。 石鹸の脂肪酸は酢酸にNaを取られるけれどもスルホン酸Naは酢酸の影響を受けないということでしょうか。それでも、ｐHとNa塩の変化と界面活性効果の基本的関係がまだ分からないのですが。 参考までに、実験風景の写真の URL を No.1 のコメントに載せました。 よろしくお願いします。
- kamui_kakiyo
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弱酸の塩＋強酸 → 弱酸＋強酸の塩 硫酸やハイターを重曹で中和すると泡（二酸化炭素）が発生する。 っていうヤツと同じかと。 一般に石鹸は、脂肪酸のナトリウム塩です。 （油にカセイソーダを入れる手作りキットもあるはずです） 合成洗剤はスルホン酸のナトリウム塩ですので 酸性度が スルホン酸＞酢酸＞脂肪酸 なのではないでしょうか？ 電離度をwebで拾えなかったので、自信はありませんが 泡が消える＝界面活性作用が無くなる ということでしょうからそう思われます。 カルボン酸の鎖長による酸性度変化 酢酸の濃度による酸性度変化（弱酸は希釈したほうが酸性度が上がるはず） を調べてみてください。
補足
ご回答ありがとうございました。 石鹸の脂肪酸は酢酸にNaを取られるけれどもスルホン酸Naは酢酸の影響を受けないということでしょうか。それでも、ｐHとNa塩の変化と界面活性効果の基本的関係がまだ分からないのですが。 参考までに、実験風景の写真の URL を No.1 のコメントに載せました。 よろしくお願いします。
こういう見分け方ははじめて聞きました。 酢は酸性なので、アルカリ性の石けんとは中和するので、泡が消えます。 中性のものとは反応しないので、変化は少ないです。 ただ、アルカリ性の洗剤とは中和して泡が消えます。 つまり、アルカリ性の石けんや洗剤とは反応しますが、 中性の洗剤とは反応しません。 アルカリ性／中性の見分けには使えますが、 石けんと洗剤の見分けには使えないでしょう。
お礼
ありがとうございました。情報源はこちらです。 http://www.yakushido.com/topic/03_08.htm
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