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。

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1 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。
● （構造、性質が） 似たものどうしは 溶け合いやすい。　 　　Likes like likes. 　　A like likes a like. ● 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。

2 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 ●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 合力＝０ 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

3 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：
●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　　　　　　　　　　　

4 焼結現象： 固体のままで大きな組織になる 焼物 融点以下の温度で加熱 ⇒ 焼結 焼物：組織大 ⇒ 表面積小 ⇒ 表面エネルギー小（安定）
焼物：組織大 ⇒ 表面積小 ⇒ 表面エネルギー小（安定） 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

5 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）

6 水の表面 ● 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
重力 １円玉 表面張力の方向 水相 ● 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

7 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 界面活性剤を加える 重力 離れる 小さい 回転 沈む

8 石けんの構造と加水分解 炭化水素基 石けんの加水分解 ⇒ 水溶液がアルカリ性
（親油性） （親水性） 炭化水素基 ｶﾙﾎﾞｷｼﾙ基の塩 AaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaA 石けんの加水分解 ⇒ 水溶液がアルカリ性 RCOONa + H2O ⇆ RCOOH + Na+ + OH-

9 陰イオン（陽イオン）界面活性剤 合成洗剤： 強酸と強塩基の塩 ⇒ 水溶液が中性 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）
合成洗剤： 強酸と強塩基の塩 ⇒ 水溶液が中性

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

11 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） HOOCCH (NH2)(CH2)3COOH グルタミン酸 重合 ＣＯＯ－　 ポリペプチド鎖 ⇒　陽イオン界面活性剤と結合しやすい 11 11

12 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
●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－

13 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 ミセル 水 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

14 界面活性剤の濃度と洗浄力等 ●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
●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 洗濯時 油の乳化

15 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
●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

16 洗濯のプロセス 入浴時に、脂肪が 人体 から 器壁へ ：
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

17 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
● 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 　　 Ca2+, Mg2+ 　⇒　 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

18 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）　

19 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 バター、マーガリン
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 バター、マーガリン 界面活性剤 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

20 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
⇒　水をはじく 界面活性剤をかけると 気門 親油性物質 表面が親水性に変わる 水滴 水 水滴が気門に入り窒息死 気門に入らないので死なない 水滴

21 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。
●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 21

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