안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
목욕탕에서 비누가 잘 풀리지 않고 흰색 찌꺼기가 생기는 이유는 물속에 칼슘 이온과 마그네슘 이온이 많이 녹아있기 때문입니다. 이러한 이온이 다량 함유된 물을 센물이라고 부르며, 비누 분자와 만났을 때 물에 녹지 않는 침전물을 형성하는 성질이 있습니다.
일반적인 비누의 주성분은 물과 친한 머리 부분과 기름과 친한 긴 꼬리 부분으로 이루어진 지방산 나트륨 화합물입니다. 비누가 일반적인 물에 풀리면 나트륨 이온이 떨어져 나가면서 비누 분자는 음전하를 띠게 됩니다. 하지만 센물 속의 칼슘 이온과 마그네슘 이온은 전하 밀도가 높은 이가 양이온 상태로 존재하기 때문에, 음전하를 띤 비누 분자를 자석처럼 강하게 끌어당깁니다.
이때 칼슘이나 마그네슘 이온 하나에 비누 분자 두 개가 결합하면서 지방산 칼슘이나 지방산 마그네슘이라는 새로운 물질을 만듭니다. 원래의 비누 분자는 물에 잘 녹았지만, 이온들과 결합하여 전하가 상쇄된 비누 분자는 크기가 비대해지면서 물 분자와 섞이지 못하는 소수성 덩어리로 변합니다.
결국 이 결합체들이 물에 용해되지 못하고 서로 엉겨 붙으면서 눈에 보이는 흰색의 끈적이는 찌꺼기가 됩니다. 결과적으로 비누 분자가 때를 씻어내기도 전에 물속의 칼슘, 마그네슘 이온과 먼저 반응하여 침전물로 소모되어 버리기 때문에, 센물에서는 거품이 잘 나지 않고 세정력도 떨어지게 됩니다.