반응형

 

Long chain carboxylate

 

긴 사슬 카복실산의 소듐염과 포타슘염은 수용액에서 마이셀(미셀, micelles)이라고 하는 구형의 집합체를 형성하는 재미있는 성질을 가지고 있다. 이와 같은 집합체에서 소수성인 모든 알킬 사슬은 London dispersion forces와 가능한 한 극성의 물과 섞이지 않으려는 성질 때문에, 공간 내에서 일정한 영역을 차지하려고 한다. 아래 그림에서 보이듯이 극성이고 물에 용매화된 카복실레이트, 즉 머리 부분은 탄화수소와 같은 소수성 꼬리부분을 중심으로 둘레에 구형의 벽을 형성한다. 

 

micelles 형성 원리

 

이러한 카복실레이트는 물 표면에서 얇은 막을 형성하기 때문에 그들이 비누로써 작용한다. 알킬 사슬이 소수성 층을 이루고 있는 동안 극성 부분은 물에 잠긴다. 이러한 과정은 물의 표면장력을 감소시켜, 옷이나 섬유 속으로 스며들게 하여 비누의 거품을 내도록 한다. 마이셀의 탄화수소 내부에서는 물에 난용성인 물질(기름, 지방)을 녹여 세탁이 이루어진다. 

세탁이 이루워지는 원리

 

 

긴 사슬 카복실레이트 비누의 한 가지 문제점은 그들이 센물(경수) 속에 존재하는 이온(예를 들어 Mg2+, Ca2+)과 반응하여 우유가 굳은 것과 같은 침전을 형성한다는 것이다. 알칸설포네이트(alkanesulfonate, RSO3-Na+) 그리고 황산 알킬(alkyl sulfate, ROSO3-Na+)을 기본으로 하는 세제는 이와 같은 단점은 없으나, 그들의 알킬 사슬에 붙어 있는 가지 때문에 미생물을 쉽게 분해시킬 수 없으므로, 하천과 호수에 심각한 오염을 초래한다. 일반적으로 하수처리 과정과 관련된 미생물은 단지 곧은 사슬계만 분해할 수 있다. 또한 에너지와 물을 절약하는 드럼 세탁기는 큰 용해도와 세척력을 가지나, 비누거품이 적은 세제가 필요하게 되었다. 에터 결합을 가지는 새로운 설포네이트는 이러한 요구에 의해서 개발되었다.

 

그 외에도 콜산(cholic acid)과 같은 스테로이드 물질인 담즙산(bile acid)은 계면활성제 또는 세제와 같은 특성을 가지며, 담즙관에서 발견된다. 이러한 물질들은 마이셀 생성을 통해 물에 불용성인 지방을 유화시키기 위해 작은 창자관에서 분비된다. 이렇게 분산된 지방 분자는 가수분해 효소에 의해 우리 몸에서 소화시킬 수 있다.

 

반응형

+ Recent posts