ทำความรู้จักสบู่
สบู่มีใช้กันตั้งแต่สมัยโบราณ
มาจากการค้นพบโดยบังเอิญ โดยสมัยที่มีการบูชายันต์
โดยการเผาสัตว์ทั้งเป็นเช่นแพะบนแท่นบูชาไม้
การเผานี้ทำให้ไขมันจากสัตว์ละลายออกมาผสมกับขี้เถ้าจากถ่านไม้เกิดเป็นของแข็งสีขาว
เมื่อมีฝนตกจึงถูกชะลงไปในลำธาร ซึ่งพบว่าผ้าที่นำไปซักในลำธารนั้นสะอาดมากยิ่งขึ้น
นี่จึงถือเป็นการค้นพบสมบัติของสบู่ นั่นคือ ไขมันจากสัตว์คือลิปิดประเภทไขมันแท้หรือไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ส่วนขี้เถ้าซึ่งมี K2CO3 เป็นองค์ประกอบ
คือเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้ผลิตภัณฑ์เป็นเกลือของกรดไขมันหรือสบู่
ในปัจจุบันสบู่มักจะเตรียมจากไขมันพืช โดยสบู่ได้มาจากการทำปฏิกิริยาระหว่างไขมันและน้ำมันซึ่งเป็นสารไม่มีขั้ว กับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) จะได้ผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้ และเกิดฟองกับน้ำ ซึ่งคือสบู่ สบู่เป็นเกลือโซเดียมของกรดไขมัน สามารถเขียนสมการแสดงปฏิกิริยาได้ดังนี้
 |
| ปฏิกิริยาการเกิดสบู่ |
ที่มา : http://www.ebotaniq.com.au/learning/library/soap/saponification
เมื่อพิจารณาภายในโมเลกุลของสบู่ จะพบว่าโมเลกุลของสบู่ประกอบด้วย 2 ส่วน ดัวนี้
- ส่วนที่มีขั้วเรียกว่าส่วนหัว (Hydrophilic Head) เป็นส่วนที่ชอบน้ำ
- ส่วนที่ไม่มีขั้วเรียกว่าส่วนหาง (Hydrophobic Tail) เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ำ
 |
| ส่วนประกอบของโมเลกุลสบู่ |
ที่มา : https://catherinekonold.wordpress.com/as-general-education/chem-1010/
และเนื่องจากสบู่เป็นเกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียมของกรดไขมันก็จะจัดตัวโดยหันส่วนที่ไม่มีขั้ว (Hydrophobic Tail) หรือสายโซ่คาร์บอนของโมเลกุลสบู่หลายๆโมเลกุลเข้าหากัน
และหันด้านที่มีขั้ว (Hydrophilic
Head) ออกด้านนอก เกิดเป็นโครงสร้างทรงกลมขนาดเล็กที่เรียกว่าไมเซลล์ (micelle) ซึ่งมีพื้นผิวเป็นหมู่คาร์บอกซิลที่ชอบน้ำ
ไมเซลล์จึงดูเหมือนละลายน้ำได้
Micelle
ที่มา : https://www.quora.com/How-does-soap-work-as-a-cleaning-agent
 |
| Micelle |
ที่มา : http://www.nature.com/nmat/journal/v9/n5/full/nmat2761.html?message-global=remove
กลไกการทำความสะอาดของสบู่
สิ่งสกปรกต่าง ๆ สามารถเกาะติดกับเสื้อผ้าและผิวหนังได้ก็เพราะสิ่งสกปรกเหล่านี้เกาะติดอยู่กับไขมัน
ดังนั้นถ้าสามารถละลายไขมันแยกออกไปจากเสื้อผ้าหรือผิวหนัง
สิ่งสกปรกก็จะหลุดออกไปด้วย เป็นการทำความสะอาดเสื้อผ้าและผิวหนัง
แต่เนื่องจากไขมันเป็นโมเลกุลที่ไม่ละลายน้ำ ถ้าใช้น้ำล้างอย่างเดียวสิ่งที่ติดอยู่กับไขมันก็จะไม่หลุดออกไป ถ้าใช้สบู่จะช่วยให้ทำความสะอาดได้ง่าย เนื่องจากโมเลกุลของสบู่ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ ส่วนที่ไม่มีขั้ว (ส่วนที่เป็นสายยาวของไฮโดรคาร์บอน)
และส่วนที่มีขั้ว
การที่สบู่สามารถชะล้างสิ่งสกปรกที่มีไขมันและน้ำมันฉาบอยู่ได้
ก็เนื่องจากกลุ่มสบู่ในน้ำจะหันปลายส่วนที่เป็นไฮโดรคาร์บอนซึ่งไม่มีขั้ว เข้าล้อมรอบสิ่งสกปรก (ไขมันและน้ำมัน) ซึ่งไม่มีขั้วและไม่ละลายน้ำ และดึงน้ำมันออกมาเป็นหยดเล็ก ๆ
ล้อมรอบด้วยโมเลกุลสบู่ และหันส่วนมีขั้วออกหาน้ำ (ส่วนของคาร์บอกซีเลทจะละลายในน้ำ)
หยดน้ำมันแต่ละหยดที่ถูกดึงออกมาจึงมีประจุลบล้อมรอบและเกิดการผลักกัน จึงกระจายออกไปอยู่ในน้ำมีลักษณะเป็นอิมัลชัน
หลุดออกไปจากผิวหน้าของสิ่งที่ต้องการทำความสะอาด
 |
| กลไกการทำความสะอาดของสบู่ |
ที่มา : http://nsb.wikidot.com/c-9-5-5-3
อย่างไรก็ตามการใช้สบู่ก็มีข้อจำกัดบางประการ เมื่อใช้สบู่ในน้ำกระด้าง สบู่จะไม่เกิดฟอง หรือเกิดฟองสบู่น้อย และมีไคลสบู่เกิดขึ้น เนื่องจากในน้ำกระด้างจะมีไอออนของ Ca2+ และ Mg2+ อยู่
ซึ่งจะสามารถทำปฏิกิริยากับสบู่เกิดเป็นเกลือแคลเซียมและเกลือแมกนีเซียมที่เรียกว่าไครสบู่ลอยเป็นฝ้าอยู่บนผิวน้ำ
ที่มาข้อมูล :
- จตุรงค์ สุภาพพร้อม.(ม.ป.ป). สารชีวโมเลกุล ตอน ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส ของไขมันและน้ำมัน – สบู่และผงซักฟอก.สืบค้นเมื่อ 28 พฤศจิกายน, 2559, จากhttp://www.phukhieo.ac.th/obec-media/2555/manual/%A4%D9%E8%C1%D7%CD%E0%A4%C1%D5/77_%BB%AF%D4%A1%D4%C3%D4%C2%D2%E4%CE%E2%B4%C3%C5%D4%AB%D4%CA%A2%CD%A7%E4%A2%C1%D1%B9%E1%C5%D0%B9%E9%D3%C1%D1%B9%20%96%20%CA%BA%D9%E8%E1%C5%D0%BC%A7%AB%D1%A1%BF%CD%A1.pdf
อ่านสนุเข้าใจง่าย ขอบคุณมากค่ะ
ตอบลบ