溶解の原則

● （構造、性質が） 似たものどうしは 溶け合いやすい。 Likes like likes.

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● ● 極性物質どうし： 水と塩類など 非極性物質どうし： 有機溶媒と油類など ● 界面活性剤を使うと： 性質が異なる油類も水に分散する。 1

表面エネルギー：表面が持つエネルギー

● 内部の粒子： 働く引力の和が０ 合力＝０ ● 表面の粒子： 外向きの引力がない →内部向きに力が働く 高エネルギー エネルギーの高い表面の粒子の数を減らして安定化する ⇒ 表面張力、焼結現象 の原因 2

表面張力とは

● 表面張力： 表面積を縮小して、表面エネルギ－を下げようとする力 ● 比表面積（表面積/重さ）を小さくするには： ① 形を球形にする ② 粒を大きくする ● 焼結現象： 固体のままで（融点以下の温度で） 比表面積の小さな大きな組織になる現象 ① 焼き物 ② 粉末冶金 3

焼結現象： 固体のままで大きな組織になる 融点以下の温度 で加熱 ⇒ 焼結 焼物 原料粒子は表面積大 ⇒ 表面エネルギー大 （不安定） 融点まで加熱 ⇒ 液体 ⇒ 円盤状 焼物：組織大 ⇒ 表面積小 ⇒ 表面エネルギー小（安定） 4

表面張力

：

粒子間の力の強さを反映

（金属結合は強い） （水素結合はやや強い） （ファンデルワールス結合は弱い） 5

１円玉

水の表面

表面張力の方向 １円玉 水相 重力 ● 水は表面張力が大 ⇒ 縁で上向きの力 ⇒ 重くても浮かぶ ⇒ アメンボウ、アヒルなどが水に浮かぶ ● 石けん水を加える ⇒ 表面張力 小 6

界面活性剤： 界面張力を激減させる 表面張力の方向 １円玉 重力 小さい 界面活性剤 を加える 離れる 沈む 7

石けんの構造と加水分解

（親油性） （親水性） 炭化水素基 ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ基の塩 石けんの加水分解 ⇒ 水溶液がアルカリ性 RCOONa + H 2 O ⇆ RCOOH + Na + + OH 8

陰イオン（陽イオン）界面活性剤

洗濯用合成洗剤 高級アルコール系洗剤 （台所用、シャンプー） 陰イオン 陽イオン 合成洗剤： 強酸と強塩基の塩 ⇒ 水溶液が中性 9

石けんと合成洗剤

● 石けん： ① ② 硬水中で カルシウム石けん（ (RCOO) 2 Ca ） マグネシウム石けん（ (RCOO) 2 Mg ） になり沈殿 加水分解して弱アルカリ性 ⇒ 羊毛、絹を傷める ③ 微生物が分解しやすい ● 合成洗剤： ① ② ③ 硬水中でも洗浄力がある 加水分解をせずに中性 冷水にも溶けやすい ④ ⑤ ⑥ さらさらの粉末にできる 石けんよりも微生物が分解しにくい 安価 10

陽イオン界面活性剤

● タンパク質の表面： マイナスに帯電 （構成アミノ酸にグルタミン酸が多い）

HOOC CH (NH 2 )(CH 2 ) 3 COOH

重合 ＣＯＯ － グルタミン酸 ポリペプチド鎖 ＣＯＯ － ⇒ 陽イオン界面活性剤と結合しやすい 11

陽イオン界面活性剤の利用 ● 病院用石けん： 細菌表面のタンパク質と結合 ⇒ タンパク質を凝固 ⇒ 殺菌作用 ⇒ 洗剤兼消毒剤 ● リンス： 陽イオン部分が髪（ケラチン）に結合 ⇒ 炭化 水素基部分が外側に向く ⇒ 油を塗ったたよう感じ ● トリ－トメント： リンスに類似（浸透性大） ● ソフタ－ 12

界面活性剤の濃度と表面張力

表面が炭化水素基 炭化水素基 親水基 水 ミセル CMC (Critical Micel Concentration) ： ⇒ 臨界ミセル濃度 （界面活性剤分子の集合体ができ始める濃度） CMC以上の濃度で表面張力が激減 13

界面活性剤の濃度と洗浄力等

洗濯時 油の乳化 ● 推奨使用量： 洗剤濃度がＣＭＣ になる洗剤量（十 分な洗浄力が得 られる最小量） ⇒ それ以上の量の 使用は無駄使い ● 可溶化量： 溶かすことのできる 油類の量 14

界面活性剤（まとめ） ● 作用： 少量で界面張力を激減させる ● 構造： 分子内に親油基と親水基がある ● 陰イオン界面活性剤： 石けん、合成洗剤 ● 陽イオン界面活性剤： タンパク質と結合する ⇒ 殺菌作用、リンスなど 15

洗濯のプロセス

油汚れ 繊維 入浴時に、脂肪が 人体 から 器壁へ ： 皮膚の脂肪 ＋ CMC以上の濃度の洗剤 ⇒ ミセル形成 ⇒ CMC以下の濃度 ⇒ ミセルが壊れる ⇒ 脂肪が遊離 16

商品としての合成洗剤

● ● 界面活性剤 ＋ 洗浄促進剤 洗浄促進剤 ● ゼオライト ： イオン交換作用 Ca 2+ , Mg 2+ ⇒ Na + ● 蛍光増白剤 ： 紫外線 ⇒ 青紫色（黄色の補色）の 可視光線 ⇒ 白色、増光 ● アルカリ性で働く酵素 タンパク質、脂質、デンプンを分解する酵素 セルロース分解酵素： セルロースの非 結晶質部分の汚 れを落とす 17

界面活性剤の利用

● 化粧品（乳液、クリーム） ● 起泡剤（アイスクリ－ム、ケ－キ） ● 界面活性作用をもつ天然物 ● レシチン（細胞膜、卵黄）： 食品、化粧品の乳化（マヨネ－ズ、米のとぎ汁） ● 胆汁酸： 脂肪の消化、牛の胆汁で羊毛を洗浄 ● ウグイスの糞（胆汁酸塩） ● 水溶性タンパク質（卵白アルブミン等） 18

乳濁液 （エマルション） の種類

水中油滴型 (水の性質が強い) 油中水滴型 (油の性質が強い） マヨネーズ、牛乳 界面活性剤 バター、マーガリン 界面活性剤が親水基を水側、親油基を油側に向けて界面に並ぶ ⇒ 界面張 力と界面エネルギ－が低下 ⇒ 界面の安定化 ⇒ 乳化状態の安定化 起泡 ： 泡 は表面積 大 ⇒ 界面活性剤があると、泡があっても比較的安定 19

ゴキブリに界面活性剤水溶液をかけたら ゴキブリの気門（呼吸器）： 表面が親油性固体 ⇒ 水をはじく 界面活性剤をかけると 親油性物質 気門 表面が親水 性に変わる 水滴 水 気門に入らない ので 死なない 水滴が気門 に入り 窒息死 水滴 20

昆虫の気門の詰り

● ゴキブリ： 灯油をかけると？ ● ツマグロヨコバイ： 水に落ちても平気。 田に石油の油膜を張り、落とすと死ぬ （農薬がない時代の殺虫法） ● アブラムシ、蚊、ブヨ、甲虫： 台所用洗剤水溶液をかけると 死ぬ ⇒ 万能の殺虫剤？ （安全、殺虫剤耐性がでない ） 洗剤水の噴霧で蚊が瞬間的に 落ちるのは、羽と胴体が水濡れして くっつくから（水では落ちない） 21

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