Czy da się pokazać działanie mydła w domu?

Tak, i to w minutę. Do talerza z wodą wsypcie szczyptę mielonego pieprzu — pływa równomiernie po powierzchni. Teraz zanurzcie w środku palec umoczony w płynie do naczyń: pieprz błyskawicznie ucieka do brzegów. Cząsteczki mydła ustawiają się na powierzchni głowami w wodzie i rozrywają jej napięcie, a to ta sama dwustronna budowa, która potem otacza tłuszcz. Drugi pokaz: kropla oleju w słoiku z wodą nie chce się wymieszać, dopóki nie dodacie mydła i nie potrząśniecie — wtedy powstaje mętna zawiesina miceli.

Dziecko myli, który koniec cząsteczki lubi wodę. Co pomaga?

Nazwy same to mówią, wystarczy je rozebrać: „hydro” to woda, „fil” — lubi, „fob” — boi się (jak w słowie fobia). Hydrofilowa głowa lubi wodę, hydrofobowy ogon się jej boi. Warto dodać zaczep do wzoru: głowa to ta z tlenem i metalem, czyli COONa — naładowana, więc pasuje do wody, bo woda też jest zbudowana z biegunów. Ogon to sam węgiel z wodorem, czyli kawałek tłuszczu — i dlatego trzyma z tłuszczem.

Po co uczyć się nazw kwasu stearynowego i oleinowego?

Bo one wracają w kolejnym dziale, przy tłuszczach: tłuszcz to ester glicerolu właśnie z tymi kwasami, a podział na stałe i ciekłe bierze się dokładnie stąd. Na egzaminie ósmoklasisty typowe pytanie brzmi: który kwas odbarwi wodę bromową, albo dlaczego smalec jest stały, a oliwa ciekła — i jedno, i drugie rozwiązuje się jedną informacją: oleinowy jest nienasycony. Warto też zajrzeć na opakowanie świecy albo kremu, gdzie „stearyna” i „kwas stearynowy” stoją wypisane wprost.

Wyższe kwasy karboksylowe. Mydła

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Woda spływa z tłustego talerza i nic nie zabiera — dopóki nie kapniesz mydła. Dziś zobaczysz, co takiego ma cząsteczka mydła, że potrafi złapać tłuszcz jednym końcem, a wodę drugim.

Ten sam kwas, tylko łańcuch urósł

Wyższy kwas karboksylowy to znajoma grupa $\mathrm{COOH}$ na bardzo długim łańcuchu. W occie łańcuch ma 2 atomy węgla, tutaj kilkanaście.

Kwas octowy — ta sama grupa COOH, tylko na krótkim łańcuchu

kwas	wzór	gdzie go spotkasz
palmitynowy	$\mathrm{C_{15}H_{31}}\mathrm{COOH}$	olej palmowy, masło
stearynowy	$\mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COOH}$	smalec, łój, świece
oleinowy	$\mathrm{C_{17}H_{33}}\mathrm{COOH}$	oliwa z oliwek

Żaden z nich nie rozpuszcza się w wodzie: długi łańcuch węglowy jest tłusty i wodę odpycha.

Dwa nasycone i jeden nienasycony

Decyduje to samo kryterium co przy węglowodorach: wiązania między atomami węgla.

63 °C

69 °C

13 °C

Mydło to sól wyższego kwasu

Mydło powstaje tak jak każda sól: kwas plus wodorotlenek.

$\mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COOH} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COONa} + \mathrm{H_2O}$

Wymieniony wodór z grupy $\mathrm{COOH}$ zastępuje metal — i to on decyduje, jakie mydło dostaniemy.

metal	mydło	przykład
sód	twarde	kostka do rąk
potas	miękkie, mazidło	szare mydło, płyn

Jak mydło zdejmuje tłuszcz

1
Cząsteczka mydła jest dwustronna: długi ogon węglowy garnie się do tłuszczu i ucieka od wody (hydrofobowy), a naładowana głowa odwrotnie (hydrofilowa).
$\underbrace{\mathrm{C_{17}H_{35}}}_{\text{ogon: lubi tłuszcz}}\underbrace{\mathrm{COONa}}_{\text{głowa: lubi wodę}}$
2
Ogony wbijają się w plamę tłuszczu jak szpilki w poduszkę, a głowy zostają na zewnątrz, zanurzone w wodzie.
$\text{ogony} \rightarrow \text{tłuszcz}, \quad \text{głowy} \rightarrow \text{woda}$
3
Kropelka brudu zostaje zamknięta w kulce z samych głów — to micela. Tłuszcz jest teraz w środku i nie dotyka już tkaniny.
$\text{micela} = [\,\text{tłuszcz}\,]\ \text{w otoczce z}\ \mathrm{COO}^-$
4
Wszystkie głowy są ujemne, więc micele odpychają się i nie sklejają z powrotem. Woda unosi je z tkaniny i spłukuje do odpływu.
$\mathrm{COO}^- \leftrightarrow \mathrm{COO}^- \Rightarrow \text{brud odpływa z wodą}$
Wskazówka
Mydło nic nie niszczy — tylko pakuje brud w kulki, których woda już nie wypuszcza.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Kwas stearynowy $\mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COOH}$ zobojętniono wodorotlenkiem potasu $\mathrm{KOH}$ . Co powstało?

Twarda woda psuje pranie

W twardej wodzie pływają jony wapnia i magnezu. Głowa mydła łączy się z wapniem chętniej niż z sodem, a taka sól jest nierozpuszczalna i wypada jako osad.

Obserwacja: w miękkiej wodzie mydło zostaje w roztworze i pieni się, w twardej wypada jako białe kłaczki

Ta sama porcja mydła w dwóch wodach

$2\mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COONa} + \mathrm{CaCl}_2 \rightarrow (\mathrm{C_{17}H_{35}}\mathrm{COO})_2\mathrm{Ca} \downarrow + 2\mathrm{NaCl}$

Mydło zostaje zużyte, zanim cokolwiek umyje — a na wannie osiada szary nalot.

Twoja kolej

W wodzie z okolicy bogatej w wapń mydło ledwo się pieni. Dlaczego?

Pułapka! Mydło nie zabija brudu

Źle: „mydło zabija brud i bakterie, dlatego jest czysto”.

Ściąga do zapamiętania

Co to są wyższe kwasy karboksylowe, czym jest mydło i jak myje?

WYŻSZE KWASY: długi łańcuch węglowy + grupa COOH. Nasycone (same wiązania pojedyncze) są stałe: palmitynowy C15H31COOH i stearynowy C17H35COOH — masło, smalec, świece. Nienasycony (wiązanie podwójne) jest ciekły: oleinowy C17H33COOH — oliwa; tylko on odbarwia wodę bromową. MYDŁO to sól wyższego kwasu: z sodem twarde (kostka), z potasem miękkie (mazidło, szare mydło): C17H35COOH + NaOH → C17H35COONa + H2O. JAK MYJE: ogon węglowy jest hydrofobowy i wnika w tłuszcz, głowa COO⁻ jest hydrofilowa i zostaje w wodzie; brud zamyka się w miceli, którą spłukuje woda. TWARDA WODA: jony wapnia strącają mydło jako nierozpuszczalny osad — mało piany, nalot na wannie.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Czy da się pokazać działanie mydła w domu?: Tak, i to w minutę. Do talerza z wodą wsypcie szczyptę mielonego pieprzu — pływa równomiernie po powierzchni. Teraz zanurzcie w środku palec umoczony w płynie do naczyń: pieprz błyskawicznie ucieka do brzegów. Cząsteczki mydła ustawiają się na powierzchni głowami w wodzie i rozrywają jej napięcie, a to ta sama dwustronna budowa, która potem otacza tłuszcz. Drugi pokaz: kropla oleju w słoiku z wodą nie chce się wymieszać, dopóki nie dodacie mydła i nie potrząśniecie — wtedy powstaje mętna zawiesina miceli.
Dziecko myli, który koniec cząsteczki lubi wodę. Co pomaga?: Nazwy same to mówią, wystarczy je rozebrać: „hydro” to woda, „fil” — lubi, „fob” — boi się (jak w słowie fobia). Hydrofilowa głowa lubi wodę, hydrofobowy ogon się jej boi. Warto dodać zaczep do wzoru: głowa to ta z tlenem i metalem, czyli $\mathrm{COONa}$ — naładowana, więc pasuje do wody, bo woda też jest zbudowana z biegunów. Ogon to sam węgiel z wodorem, czyli kawałek tłuszczu — i dlatego trzyma z tłuszczem.
Po co uczyć się nazw kwasu stearynowego i oleinowego?: Bo one wracają w kolejnym dziale, przy tłuszczach: tłuszcz to ester glicerolu właśnie z tymi kwasami, a podział na stałe i ciekłe bierze się dokładnie stąd. Na egzaminie ósmoklasisty typowe pytanie brzmi: który kwas odbarwi wodę bromową, albo dlaczego smalec jest stały, a oliwa ciekła — i jedno, i drugie rozwiązuje się jedną informacją: oleinowy jest nienasycony. Warto też zajrzeć na opakowanie świecy albo kremu, gdzie „stearyna” i „kwas stearynowy” stoją wypisane wprost.

Sprawdź się!

Czym wyższy kwas karboksylowy różni się od kwasu octowego?

Który kwas odbarwi pomarańczową wodę bromową?

Czym jest mydło twarde, czyli zwykła kostka do rąk?

Który fragment cząsteczki mydła wnika w plamę tłuszczu?

Co dokładnie dzieje się z brudem podczas mycia mydłem?

Następny temat

Estry — reakcja estryfikacji