Hoe zeep werkt

Zepen zijn natrium- of kaliumvetzuren, geproduceerd door de hydrolyse van vetten in een chemische reactie die verzeping wordt genoemd. Elk zeepmolecuul heeft een lange koolwaterstofketen, soms de 'staart' genoemd, met een carboxylaat 'kop'. In water drijven de natrium- of kaliumionen vrij en laten een negatief geladen kop achter.

Belangrijkste afhaalrestaurants: zeep

• Zeep is een vetzuur van een zout.
• Zeep wordt gebruikt als reinigingsmiddel en smeermiddel.
• Zeep reinigt door op te treden als een oppervlakte-actieve stof en emulgator. Het kan olie omringen, waardoor het gemakkelijker wordt weggespoeld met water.

Hoe zeep reinigt

Zeep is een uitstekende reiniger vanwege zijn vermogen om te werken als een emulgator. Een emulgator kan de ene vloeistof dispergeren in een andere niet-mengbare vloeistof. Dit betekent dat terwijl olie (die vuil aantrekt) zich niet op natuurlijke wijze mengt met water, zeep zeep / olie zodanig kan suspenderen dat het kan worden verwijderd.

Het organische deel van natuurlijke zeep is een negatief geladen, polair molecuul. De hydrofiele (waterminnende) carboxylaatgroep (-CO₂) interageert met watermoleculen via ion-dipoolinteracties en waterstofbinding. Het hydrofobe (water-vrezende) deel van een zeepmolecuul, zijn lange, niet-polaire koolwaterstofketen, heeft geen interactie met watermoleculen. De koolwaterstofketens worden tot elkaar aangetrokken door dispersiekrachten en bundelen zich, waardoor structuren worden genoemd micellen. In deze micellen vormen de carboxylaatgroepen een negatief geladen bolvormig oppervlak, met de koolwaterstofketens in de bol. Omdat ze negatief geladen zijn, stoten zeepmicellen elkaar af en blijven ze verspreid in water.

Vet en olie zijn niet polair en onoplosbaar in water. Wanneer zeep en vervuilende oliën worden gemengd, breken het niet-polaire koolwaterstofgedeelte van de micellen de niet-polaire oliemoleculen af. Een ander type micel vormt zich dan, met niet-polaire vervuilende moleculen in het midden. Zo worden vet en olie en het daaraan bevestigde 'vuil' gevangen in de micel en kunnen worden weggespoeld.

Het nadeel van zeep

Hoewel zeep uitstekende reinigingsmiddelen zijn, hebben ze nadelen. Als zouten van zwakke zuren worden ze door minerale zuren omgezet in vrije vetzuren:

CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-na⁺ + HCl → CH₃(CH₂)₁₆CO₂H + Na⁺ + cl^-

Deze vetzuren zijn minder oplosbaar dan de natrium- of kaliumzouten en vormen een neerslag of zeepresten. Hierdoor zijn zepen niet effectief in zuur water. Zeep vormt ook onoplosbare zouten in hard water, zoals water dat magnesium, calcium of ijzer bevat.

2 CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-na⁺ + mg²⁺ → [CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-]₂mg²⁺ + 2 Na⁺

De onoplosbare zouten vormen badkuipringen, laten films achter die haarglans verminderen en grijs / ruw textiel na herhaalde wasbeurten. Synthetische wasmiddelen kunnen echter oplosbaar zijn in zowel zure als alkalische oplossingen en vormen geen onoplosbare neerslagen in hard water. Maar dat is een ander verhaal ...

bronnen

IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2e ed. (het 'gouden boek'). Samengesteld door A. D. McNaught en A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). gearchiveerd.

Klaus Schumann, Kurt Siekmann (2005). "Soaps". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. 

Thorsten Bartels et al. (2005). "Smeermiddelen en smering". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.