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1. 비누 만들기
1.1. 계면활성제 (surfactant)
1.1.1. 정의
계면활성제(surfactant)는 물질의 성질이 같지 않은 경계면에서 활성화되는 물질로, 분자 내에 친수성(hydrophilic)부분과 소수성(hydrophobic)부분이 함께 존재하는 것이 특징이다. 즉, 계면활성제는 극성과 비극성을 모두 가지고 있기 때문에 서로 다른 성질의 물질 사이의 계면에서 활성화되어 물질들 간의 상호작용을 증진시키는 역할을 한다. 이러한 특성으로 인해 계면활성제는 세제, 비누, 세척제, 살균제, 유화제 등 다양한 용도로 사용된다.
1.1.2. 특징
대부분의 계면활성제는 carbon이 사슬처럼 길게 연결된, 무극성을 띠는 소수성 부분(tail)과 극성을 띠는 친수성 부분(head)으로 구성되어 있다. head는 tail보다 훨씬 크기가 작다. tail은 무극성이므로 기름에, head는 극성이므로 물에 잘 녹는다."
1.1.3. 예시
계면활성제의 대표적인 예시로는 세제, 비누, 세척제, 살균제, 유화제 등을 들 수 있다. 세제와 비누는 대표적인 음이온 계면활성제로, 세척 효과와 세정력이 우수하다. 이는 계면활성제 분자의 특성 때문이다. 계면활성제 분자는 소수성 부분과 친수성 부분을 동시에 가지고 있어, 기름이나 때와 같은 소수성 물질을 잘 녹여내고 물에도 잘 용해된다. 이러한 성질 덕분에 섬유 표면의 때를 효과적으로 제거할 수 있다. 살균제의 경우 양이온 계면활성제가 사용되는데, 이는 세균의 세포막을 파괴하여 살균 효과를 나타낸다. 유화제는 식품 첨가제로 널리 쓰이는데, 이는 물과 기름 간의 유화를 도와 안정된 혼합물을 만들어낸다. 이와 같이 계면활성제는 다양한 분야에서 활용되고 있다.
1.1.4. 계면활성제의 분류
계면활성제는 분자의 특성에 따라 음이온, 양이온, 비이온, 양성으로 나눌 수 있다.
음이온 계면활성제는 분자 내에 -COOH(카복시기)와 같은 음이온을 가지고 있는 경우로, 비누와 세제, 클렌징 폼 등이 이에 해당한다. 양이온 계면활성제는 분자 내에 양이온을 가지고 있어 주로 린스나 소독제에 사용된다. 비이온 계면활성제는 물에 녹여도 전하를 띠지 않는 특징을 가지고 있다. 양성 계면활성제는 하나의 분자 내에 양이온과 음이온을 모두 가지고 있는 경우이다.
이처럼 계면활성제의 분류는 분자 내 극성기의 성질에 따라 다양하게 나뉘며, 이에 따라 용도와 특성이 달라진다. 계면활성제의 종류와 분류는 계면 반응을 이해하고 용도에 맞는 계면활성제를 선택하는 데 있어 중요한 지식이라고 할 수 있다.
1.2. 마이셀 (micelle)
마이셀(micelle)은 계면활성제가 물속에서 공처럼 뭉쳐진 구조이다. 마이셀의 내부는 소수성(hydrophobic) 부분이 향하고 외부는 친수성(hydrophilic) 부분이 향하게 된다. 이는 계면활성제의 분자 구조 때문인데, 계면활성제는 소수성 부분과 친수성 부...
