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杂说肥皂
我们每个人的生活都离不开洗涤剂,在各种现代洗涤剂产品中,肥皂恐怕是资格最老的了。
所谓洗涤,我们一般都是指用水洗涤。在日常生活中,洗涤的对象主要是我们的身体和衣物,身体和衣物脏了。需要洗涤。如果弄脏身体和衣物的只是无机物例如沙子,那是很容易洗干净的,放在水里一漂洗就干净了。如果身体和衣物上沾上了油污等有机物,就不容易洗干净了。因为我们的身体和衣物也都是有机物,结构相似的分子容易相溶,它们的表面都是疏水的基团,极性很大的水分子不容易接近它们,难以使它们分开,所以洗不干净。要想洗干净,就需要表面活性剂帮忙。
作为洗涤用品的肥皂就是一种表面活性剂,它是脂肪酸的钠盐或钾盐。分子的一端是包含十几个碳原子的烃基,这是一个憎水而亲油的有机基团,另一端是羧基,是一个亲水的基团。一端亲油,容易与有机物亲近,另一端亲水,与水有较强的相互作用。
油和水是不相容的,它们的界面清晰。而表面活性剂分子,一端亲油另一端亲水,这样就在油和水的界面之间建立了联系。这也是表面活性剂一词的来历。
在洗涤的时候,肥皂或其他表面活性剂分子在污染我们身体或衣物的有机污物与水之间建立了桥梁。为这些污染物最后分散在水里提供了条件。这就是肥皂或其他表面活性剂洗涤剂在洗涤过程中所起的作用。
在非常古老的时候,人们就发现,用草木灰泡水,有利于把衣物清洗干净。这是因为植物中都含有钾元素,在燃烧的过程中,有机物中的碳元素氧化成二氧化碳,氢元素形成了水,而钾元素则氧化为氧化钾。因而草木灰所泡的水里有近似于碳酸钾溶液那样的碱性。在碱的作用下,油脂就会水解生成肥皂而溶于水。所以,碱是可以帮助洗涤的,温度较高,更有助于脂肪与碱的相互作用。
在过去的千百年时间里,我国的绝大多数家庭都以草木植物为燃料,因此,草木灰是每家每户最容易得到的东西,又不用花费任何钱财,所以,用草木灰水帮助洗涤,一直是我国城乡人民的传统。
但是,草木灰中所含有的碳酸钾成分会有很大的差别,而且草木灰中总是含有大量未燃烧的炭,因此,要澄清和去除悬浮物以后才好洗涤。不然对于有些衣物,漂洗就很困难,甚至留下碳颗粒的黑色痕迹。这样,当人们可以较便宜地使用纯碱(碳酸钠)等产品时,草木灰的被淘汰也是正常的现象。
纯碱作为洗涤用品,会对衣物产生较大的伤害,很多纤维(无论是棉麻织物中的纤维素还是丝绸中的蛋白质纤维)都容易被碱所“腐蚀”,也就是在碱的作用下水解。衣服如果经常用纯碱洗涤,过不多久就全都破烂了。而且纯碱对皮肤的伤害也很大,不能在清洗身体时使用。
肥皂的出现改变了这种情况,它既可以用来洗涤身体,又可以把衣物洗涤得很干净。
皂字的本义是栎树一类壳斗科植物的种子(如橡子)。古人把这些斗壳煮汁,可以用来作为黑色的染料。皂字原本写作“草”(而作为如今草木植物的“草”原本写作“艸”),后来“皂”改作“皁”,又改作“皂”(而“艸”则改作了“草”)。
这样,皂字的第一个引申义就是黑色。现在人们还常常说“青红皂白”,其中皂就是黑色。先秦时期的贱隶以及后世的差役都穿黑色的衣服,所以称他们为皂或皂隶。如今在传统戏台上,县官老爷升堂,两厢站立拿板子准备随时打“犯人”屁股的就是他们。
而作为肥皂的皂,则来自属于豆科的高大木本植物,皂荚树(或皂角树)的果实。
由上图可见,干燥的皂荚是深色的荚果,故称皂角或皂荚。其种子内含有较丰富的皂苷。皂苷是一大类有机分子,由两个部分构成,一部分是具有亲脂性的苷元,另一部分是具有亲水性的糖基。这种分子结构使皂苷成为一种表面活性剂。
把皂荚种子泡在水里,皂苷的水溶液振摇后能产生持久性的泡沫。用这样的水洗涤身体和衣物,就能够起到与如今的肥皂和其他洗涤剂相似的效果。这种溶液洗涤效果好,而且对皮肤没有什么刺激。当然,其洗涤效果一般总是远远不如现代的洗涤用品。
据说,古代南方少皂荚树,而有类似的树木,如无患子科无患子属的落叶乔木肥珠子,其果皮和种子也含有丰富的皂苷。据宋代庄季裕《鸡肋编》记载:“浙中少皂荚,澡面涴衣,皆用肥珠子。木亦高大,叶如槐而细,生角,长者不过三数寸。子圆黑肥大,肉亦厚,膏润于皂荚,故一名肥皂。”这是关于“肥皂”一词的最早记载。
这里的皂字,已经与它的本义相差很大了,但是现代用到皂字,却 几乎都是从这个意义中引申出来的。
近代工业用脂肪与氢氧化钠化学反应制造的肥皂从西方传入时,人们称之为“洋肥皂”,以后就直接称肥皂了。在化学上,把这个反应,称为皂化反应。
旧时,把猪的胰脏浸泡在酒里,冬天用来涂抹手和脸面,可防止皴裂。后来就用以借称皂荚和肥皂为“胰子”。也有人说。用猪的胰脏做成“胰子”,可以去垢,或稱为胰皂。似乎也有道理,因为胰脏里面有很多酶(如脂肪酶、蛋白酶等),对于分解污物中的脂肪、蛋白质等会有作用。前些年,北方的老人仍然称呼肥皂为胰子。
现代的日用洗涤用品,各式各样、琳琅满目,但是,其起到洗涤作用的成分主要的基本上都是各种表面活性剂,剩下的都是助洗剂。
用肥皂或其他表面活性剂来洗涤,总是会产生一些泡沫的。从原则上说,只要是水与空气在一起搅拌,就会出现泡沫。但是,水的表面张力很大,往往泡泡刚刚形成就立刻破裂了,不能形成“泡沫”。但是,肥皂或其他表面活性剂加入水中之后,表面活性剂中的疏水基团使得表面水分子之间的引力大减,从而减少了水的表面张力。于是。当空气进入水体内部时,就能够形成“肥皂泡”。游乐场所小孩子们吹出的一串串漂亮的泡泡,就是表面活性剂的作用。
洗手时使用肥皂或洗手液,不但可以把手洗得更干净,而且可以杀灭如冠状病毒这一类有害病毒。这是因为肥皂、洗手液都是表面活性剂,它们与酒精一样能够使某些病毒的衣壳溶解,从而使这些病毒灭活。当然,这需要大概20秒钟时间,所以,我们最好在打肥皂后揉搓20秒,然后再用水冲洗。
肥皂水喷洒在某些小昆虫如蚜虫身上时,也能够杀死这些昆虫,其原因大概也是使得昆虫体表上的某些有机物溶解的缘故。
肥皂是很滑的,我们洗涤时常常会从手里滑落。这样,在生活中我们可以在某些不方便用润滑油的情况下,把肥皂作为润滑剂。其额外的好处是它很容易变干,而且在不需要是时候容易用水洗掉。
实际上,在工业上我们还需要用其他金属的脂肪酸盐作为润滑剂、催干剂、防水剂等。这些金属的脂肪酸盐称为金属皂。常见的金属皂有锂、钙、镁、锌、铅、铝、锰、铁、钴、镍、钼、钡、镉等许多种类。这些金属除了与脂肪酸盐外,也可与松香酸、环烷酸等形成金属皂。金属皂一般不溶于水,有些能溶于松节油或溶剂汽油,有些能分散在其他有机溶剂或干性油中。这些都用于各种具体的工业生产中,离开我们的日常生活都比较远,一般情况下,我们很少说起它们。
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