آلية التنظيف بالصابون
كثيرا مايتبادر إلى اذهاننا سؤال هام عن كيفية عمل الصابون في التنظيف، فكيف تتم آلية التنظيف ؟ هذا ماسنتعرف عليه في هذه المقالة .
الصابون هو ملح لحمض دهني ينتج من اتحاد قلوي مع حمض دهني أو مزيج من الحموض الدهنية سلاسلها الهيدروكربونية تتراوح عادة بين 20- 8 ذرة كربون
إن الفعل التنظيفي للصابون حادثة معقدة تعتمد على حوادث فيزيائية وكيميائية أو بعبارة أدق على حوادث غروية ، وقد اقترحت فيها عدة نظريات ، ومن ابسط هذه النظريات مايلي :
- لما كانت اغلب صفة مميزة للصابون واهمها هي كون احد طرفي الجزيئة شديد القطبية أو شاردي الارتباط ، وكون القسم الباقي من الجزيئة (السلسلة الكربونية) لاقطبيا كما يظهر في صيغة شمعات الصوديوم :
- لذلك تميل النهاية القطبية من الجزيئة ، الشغوفة بالماء ، لجعل الجزيئة حلولة في الماء ، بينما تميل النهاية اللاقطبية من الجزيئة ، الشغوفة بالزيوت أو الدفوعة للماء ، لتجعلها حلولة في الزيوت.
- وقد برهن على ان قطرة من حمض دسم تنتشر فوق سطح الماء لتشكل رقاقة ثخنها ثخن الجزيئة الواحدة ، وفي هذه الرقاقة تصطف الجزيئات بحيث تغطى النهاية الكربوكسيلية القطبية في الماء ، وتنفر النهاية اللاقطبية من الماء .
- وهكذا عندما تنحل جزيئات الصابون في الماء ، وهي هنا أملاح ذوات نهايات قطبية اكثر وضوحا من النهايات المقابلة في الحموض الدسمة الحرة ، تشكل محاليلا اقرب إلى اللبنية او الغروية منها إلى الحقيقية ، تحوي محاليل الصابون هذه تجمعات من جزيئات الصابون او فتيتاته كما في الشكل :
- ويشترط كي تتشكل امثال هذه المحاليل ، ان لاتكون السلسلة الكربونية في الجزيئة طويلة جدا ، وافضلها ماكان يتراوح عدد ذرات الكربون فيه بين 11 و 18 ذرة كربون .
- من المعروف بان الزيت لاينحل في الماء ، فإذا ماخضت كمية صغيرة من الزيت في محلول الصابون تشكل مستحلب من الزيت في محلول الصابون ، وفيه تحيط جزيئات الصابون بقطيرات الزيت الدقيقة موجهة اذنابها الكربونية إلى تلك القطيرات لتنحل فيها ، وموجهة نهاياتها اللاقطبية لتحمل القطيرة الزيتية في المحلول المائي على عجلات النهايات الشاردية السغوفة بالماء التي تعزل في الوقت نفسه بفضل شحنتها الكهربائية القطيرة الزيتية عن زميلاتها .
هذا بالإضافة إلى كون الصابون مادة منشطة سطحية تخفض بشدة التوتر السطحي للماء .
ويمكن البرهنة على ذلك بالتجربة التالية :
- لنصب بعض الماء وعاء ، ونغطي سطحه بمسحوق زهر الكبريت (المادة غير القابلة للتبلل بالماء)
- فإذا ماوضعنا بعد ذلك قطرة من محلول الصابون في منتصف الوعاء لاحظنا انقسام الغشاء السطحي الحامل للمسحوق والذي يتالف من جزيئات الماء ، وتعليل ذلك مايلي :
تشكل جزيئات الصابون سياجا على سطح الماء شبيها بالسياج الذي شكلته جزيئات الحمض الكربوكسيلي ، جذوره المغمورة في الماء هي مجموعات كربوكسيلات الصوديوم الشغوفة بالماء (هيدروفيل) ، وقضبانه الشاقولية هي السلاسل الفحمية الهيدروجينية الدفوعة للماء (هيدروفوب) .
- وبما ان التجاذب المتبادل بين الاجزاء الفحمية الهيدروجينية في الجزيئات اضعف بكثير منه بين جزيئات الماء لذلك يتمزق غشاء الماء ويستدل على ذلك من الكبريت الطافي .
- يتسخ القماش عندما يكون على تماس مع جلدنا بأن ينتزع دقائق الزيت المفرزة من قبل غددنا الدهنية ، ويصبح اكثر قدرة على الاحتفاظ بالغبار ، ولما كانت كريات الزيت غير قابلة للتبلل بالماء فإن الماء غير قادر على إزالتها ، لذلك يلجأ للصابون الذي يوجه أجزاءه الفحمية الهيدروجينيةR نحو كريات الزيت بينما تتجه مجموعات كربوكسيلات الصوديوم فيه الجذوبة للماء نحو الطور المائي ، فتبتل الكريات الدسمة بالماء وتستحلب مع الدقائق الوسخة الملتصقة بها ، فيجرفها الماء .