2015年5月20日 星期三

皂、清潔劑、介面活性劑、乳化劑

有機化學結束前,我們介紹皂化反應,也討論為什麼清潔劑可以清潔油脂類的汙垢。

但是解釋似乎不能滿足孩子的好奇,所以我們簡單的操作一個實驗。

首先是觀察過去做的科學工藝成品,瓶中海,裡面裝了染成深藍色的水與嬰兒油,由於嬰兒油的密度較低,所以會浮在水的上面,看起來就像是海水與天空一樣,中間的介面,其實就是油水的分離介面,如下圖右側的瓶子。

接下來,我們製作對照組,這次我們將水染成綠色,並倒入沙拉油少許,同樣的可以看到沙拉油浮在綠色的水上面,而且形成清澈透明的樣子,油與水中間一樣是介面清楚,如上圖左瓶。

兩瓶在蓋著蓋子充分搖晃之後,雖然油與水有一下子看似混合,但是沒有多久,就又分離開,顯示油水是不能互溶的。

接著,我們在綠色的瓶子裡面倒入一些清潔劑,蓋上蓋子然後快速搖晃瓶子,這次我們發現,除了最上方原來是空氣的位置,出現一些氣泡之外,其餘整瓶都變成了綠色乳白顏色,也就是油與水都不見了,隔一段時間(藍色瓶子早就油水分離了),底部才慢慢出現綠色的水,但是油已經看不出來了,而乳白色的區域遠較原來的油的體積來得大。

再經過一段時間(約兩小時),綠色的水有再多一些,但是原來呈現透明的淺綠色沙拉油,最終還是沒有出來,還是呈現帶有綠色的乳白色。

仔細看這些透明的沙拉油變成的「帶有綠色的乳白色液體」,其實他是沙拉油的小顆粒,是由清潔劑的薄膜包覆起來的結果,因為清潔劑具有一端親水基,另一端長鏈的部份則容易與油脂結合,所以他可以將油脂包覆成小顆粒,然後與水均勻混和,也因為這個油脂顆粒太小,我們看它就會呈現「乳白」色的狀態,所以清潔劑如果是用在將油脂包覆成小顆粒的時候,又可以稱之為「乳化劑」,也因為清潔劑可以有效的調和油脂與水的混和,我們又可以叫它為「介面活性劑」。

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