학문
수려한집게벌레191
물만으로는 옷에 묻은 기름때가 잘 씻기지 않지만 세제를 넣고 세탁하면 말끔히 제거할 수 있다고 하는데요. 세제의 화학적 작용 원리가 궁금합니다.
물만으로는 옷에 묻은 기름때가 잘 씻기지 않지만 세제를 넣고 세탁하면 말끔히 제거할 수 있다고 하는데요. 세제의 화학적 작용 원리가 궁금합니다.
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
물만으로는 옷에 묻은 기름때가 잘 지워지지 않는 이유와 세제가 이를 말끔히 제거하는 화학적 원리는 물과 기름의 성질 차이와 계면활성제의 화학적 구조에 있습니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드리겠습니다.
물과 기름이 섞이지 않는 이유는 물 분자는 전하가 한쪽으로 치우친 극성 물질인 반면, 의류에 묻은 음식물 기름이나 피지 등은 전하가 고르게 분포된 비극성 물질입니다. 따라서 화학에서는 끼리끼리 섞이는 성질이 있어 극성인 물은 비극성인 기름을 밀어내기 때문에, 물만으로는 기름때를 녹이거나 씻어내기 어렵습니다.
세제의 주성분인 계면활성제는 서로 섞이지 않는 물과 기름의 경계면을 연결해 주는 역할을 하는데, 이 분자는 물을 좋아하여 물과 쉽게 결합하는 친수성 머리와 기름을 좋아하여 기름때와 쉽게 결합하는 소수성 꼬리를 가지고 있습니다. 세제를 푼 물에 옷을 넣으면, 계면활성제의 소수성 꼬리가 옷감에 붙어 있는 기름때 안쪽으로 파고 들어가 결합합니다. 친수성 머리는 바깥쪽의 물을 향하고 소수성 꼬리는 안쪽의 기름을 감싸 안으면서 둥근 공 모양의 미셀 구조를 형성하고, 기름때가 섬유 표면에서 떨어져 나와 미셀 입자 속에 갇히게 되고, 이 상태로 물속에 분산되어 헹굼 과정에서 말끔히 씻겨 내려갑니다.
채택 보상으로 446베리 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 네, 말씀해주신 것처럼 물만으로 옷에 묻은 기름때가 잘 씻기지 않는 가장 큰 이유는 물과 기름의 성질이 서로 다르기 때문입니다. 물은 극성을 가진 물질이고 기름은 극성이 거의 없는 물질이라 서로 잘 섞이지 않는데요, 그래서 물로 옷을 헹구면 기름때가 물에 녹아서 떨어져 나가기보다는 옷감에 그대로 남아 있기 쉽습니다.
이때 세제가 중요한 역할을 하는데요, 세제에는 계면활성제라는 물질이 들어 있는데 계면활성제의 한 분자는 물을 좋아하는 부분과 기름을 좋아하는 부분을 동시에 가지고 있습니다. 기름을 좋아하는 부분은 옷에 붙어 있는 기름때에 달라붙고 물을 좋아하는 부분은 물과 접촉합니다. 이렇게 계면활성제가 기름과 물 사이에 자리 잡으면 원래 서로 섞이지 않던 기름과 물이 함께 움직일 수 있는 상태가 됩니다. 세탁 과정에서는 이 계면활성제가 기름때를 잘게 둘러싸면서 미셀이라는 구조를 만드는데요, 미셀의 안쪽에는 기름때가 들어가고 바깥쪽에는 물과 친한 부분이 배열됩니다. 그러면 기름때가 옷감에 다시 달라붙기 어려워지고 물속에 분산된 상태로 유지됩니다. 여기에 세탁기의 물살이나 옷감끼리의 마찰이 더해지면서 기름때가 옷에서 떨어져 나가고 헹굼 과정에서 물과 함께 제거됩니다. 세탁 세제에는 계면활성제 외에도 여러 성분이 들어갈 수 있습니다. 예를 들어 세제의 알칼리성 성분은 기름때가 떨어지는 것을 돕고 효소는 단백질이나 전분처럼 기름 외의 얼룩을 분해하는 데 도움을 줍니다. 따라서 세제는 단순히 기름을 물에 녹이는 것이 아니라 기름때를 옷에서 떼어내고 물속에 분산시킨 뒤 다시 옷에 붙지 않도록 하는 과정을 통해 세탁 효과를 내는 것이라고 보시면 되겠습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
결론부터 말씀드리면 계면활성제가 기름을 녹여내서 제거하는 원리 입니다.
극성 분자인 물은 비극성 분자인 기름에 녹지 않기 때문에 물만으로는 기름때를 제거할 수 없습니다. 하지만 세제 속의 계면활성제는 물과 기름 모두 녹일 수 있는 구조를 가지고 있어 이 두가지를 섞이게 만들 수 있습니다.
계면활성제는 머리와 꼬리를 가지고 있는 머리는 친수성 이고 꼬리는 친유성 을 띄고 있습니다.
그래서 섬유에 붙은 오염물질은 주로 기름 성분인데 이를 계면활성제의 꼬리부분이 둘러싸게 됩니다. 둘러 싼 이후 세탁 하는 과정에서 물리적으로 회전이 가해지면 이것이 옷감에서 떨어지게 됩니다.
오염물질을 둥그렇게 구형으로 감싸게되면 친유성 부분은 보이지 않고 머리부분만 보여 친수성을 띄게 되어 이것이 물에 녹으면서 기름떼가 제거되는 것 입니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)