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지혜로운사자35
같은 종류의 비누라도 어떤 제품은 거품이 풍성하게 만들어지고 어떤 제품은 거품이 적게 생기는데, 비누의 성분과 물의 성질이 영향을 주는 것일까요?
같은 종류의 비누라도 어떤 제품은 거품이 풍성하게 만들어지고 어떤 제품은 거품이 적게 생기는데, 비누의 성분과 물의 성질이 영향을 주는 것일까요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 지혜로운사자35님. 이중철 전문가입니다.
우선, 같은 종류의 비누라도 거품의 양과 질이 서로 다른 이유는 비누를 제조할 때 사용한 지방산의 분자 구조와 첨가제 성분이 다르고, 사용하는 물속에 녹아 있는 칼슘 및 마그네슘 이온의 농도(경도)와 수온이 계면활성 작용에 직접적인 영향을 미치기 때문이랍니다.
■ 지방산 분자 구조와 원료 배합에 따른 거품 발생력의 차이
비누의 주원료인 천연 유지(기름)에 포함된 지방산의 탄소 사슬 길이와 포화도에 따라 거품의 특성이 크게 달라집니다.
코코넛 오일이나 팜핵유에 풍부한 라우르산(탄소 12개)과 미리스트산(탄소 14개)은 분자 크기가 작고 물에 빠르게 녹아 크고 풍성한 거품을 즉각적으로 만들어냅니다. 반면에, 올리브유의 주성분인 올레산이나 우지의 스테아르산은 물에 천천히 녹으며 작고 조밀하며 크리미한 거품을 형성하지요. 또한 피부 보습을 위해 여분의 오일을 남겨두는 과지방(수퍼팻) 비누는 오일 성분이 기포막을 깨뜨려 거품이 적게 나는 반면, 설탕이나 합성 계면활성제, 기포 강화제가 들어간 제품은 훨씬 많은 거품을 생성한답니다.
■ 물의 경도(센물과 단물)와 금속 이온에 의한 침전 반응
비누의 성능은 함께 사용하는 물의 화학적 성질에 의해 결정적인 영향을 받습니다.
지하수나 석회수처럼 칼슘 이온과 마그네슘 이온이 많이 녹아 있는 경수(센물)에서는 비누의 음이온 분자가 이들 2가 금속 이온과 결합하여 물에 녹지 않는 불용성 침전물(비누 찌꺼기)을 만들어요. 이로 인해 물의 표면장력을 낮추고 공기를 감싸 거품을 만들어야 할 유효 비누 분자가 사라져 거품이 잘 일지 않게 되는데요. 반대로 미네랄 농도가 낮은 연수(단물, 일반적인 수돗물)에서는 비누 분자가 손실 없이 물과 공기 경계면에 흡착되어 풍성한 거품막을 안정적으로 유지한답니다.
■ 수온에 따른 용해도와 계면활성 속도
물의 온도 역시 비누의 용해도와 분자 운동성에 직접적인 영향을 줍니다.
차가운 물에서는 고형 비누의 지방산염이 원활하게 녹지 않아 분자 확산 속도가 느려지므로 거품이 적게 발생합니다. 반면에, 따뜻한 미온수에서는 비누 성분이 빠르게 용해되어 물의 표면장력을 급격히 떨어뜨리므로 적은 물리적 마찰로도 풍성한 거품이 쉽게 일어난답니다.
정리하자면,
비누의 거품 차이는 탄소 사슬이 짧은 라우르산 계열의 원료 비율과 기포 첨가제 유무에 따라 1차적으로 달라지며, 물속의 칼슘 및 마그네슘 이온이 비누를 침전시키지 않는 단물 환경과 비누를 잘 녹여주는 적정 수온이 갖추어졌을 때 가장 풍성하고 탄력 있는 거품이 만들어지는 계면화학적 원리랍니다.
※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉
채택된 답변안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
맞습니다.
비누의 성분과 물의 성질에 따라 거품이 만들어니는 양과 형태가 달라지게 됩니다.
비누는 유지라고 불리는 동식물성 기름과 수산화나트륨을 섞어서 만들어 집니다.
이때 어떤 기름을 주원료로 썼느냐에 따라 거품의 양이 완전히 달라집니다.
보통 풍성한 거품을 만드는 재료는 코코넛이나 팜핵유를 사용할 경우 입니다.
이 기름들은 내부에 라우릭산, 미리스틱 산이라는 지방산이 풍부한데 분자구조가 상대적으로 짧아서 물에 빠르게 녹고 풍성한 거품을 쉽게 만들어 내게 됩니다.
조밀하고 작은 거품을 만드는 성분은 우리가 잘아는 올리브유와 팜유 입니다.
이 기름들의 내부에는 올레산, 스테아릭산이 포함되어 있는데 이것은 분자 구조가 길고 단단하여 라우릭산이나 미리스틱 산보다 빠르게 녹지 않습니다. 하지만 물에 천천히 녹는대신 거품의 밀도가 높고 쫀쫀하여 세정력과 보습력이 좋습니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)