神奇的两性有机物，揭秘洗涤剂的洗涤原理

我们洗涤衣物，洗涤餐具，只要擦一点点香皂或倒一点点洗涤液就能在水里洗得干干净净，这是什么原理呢？原来香皂或洗涤液是一种神奇的两性有机物。

我们知道，水与油不能互溶，这是每个人都熟悉的自然现象。对于有机物来说，其分子中有部分只由碳和氢组成的结构是“疏水”的（或者说是“憎水”的），非常排斥水分子，而羟基、羧基、氨基之类的基团却是亲水的。如果有机物分子中只有疏水结构，或者疏水结构占据绝对优势．那么这种有机物就不溶于水。比如乙烷、乙烯、苯等分子只含有碳和氢，它们就不溶于水；有一种含有18个碳原子的硬脂酸分子虽然含有1个亲水的羧基，但由另外17个碳原子组成的长碳链占据的空间更大，它压倒性地决定了整个分子的性质，因此硬脂酸也难溶于水。

反之，如果有机物分子中的亲水结构占据绝对优势，那么这种有机物就易溶于水。比如乙醇分子虽然只含1个羟基，但它连在仅有2个碳原子的很短的碳链上，羟基的亲水性强烈地压过了短碳链的疏水性，于是乙醇就成了一种可以与水以任意比例混溶的液体。同理，葡萄糖分子中含有多个羟基，这些羟基齐心协力，也让葡萄糖分子在水中有很大的溶解度。

还有一些有机物，分子中的疏水结构与亲水结构势均力敌，于是它们在水中的行为就介于极端不溶和极端易溶之间——亲水的结构部位热情拥抱着水分子，疏水的结构仍然极力回避水分子，这就是两亲分子。以硬脂酸钠为例，这是硬脂酸中羧基的氢被钠替代形成的物质。由于钠很喜欢独来独往，硬脂酸钠一进入水中，钠就马上跑了，剩下的没有氢的羧基成了一个极为亲水的基团，这让硬脂酸钠与硬脂酸不同，成了一种可溶于水的物质。然而，硬脂酸钠分子中那17个碳原子组成的碳链仍然非常疏水，如果水中有微小的油滴，它们会迫不及待地和油滴结合，以便躲避水分子。最终，硬脂酸钠分子在有油滴的水中聚成微团，其中亲水的羧基露在微团表面，疏水的碳链连同油滴都被包裹在微团内部。

硬脂酸钠分子在水中的这种行为，使它具备优良的洗涤性能。把染有油污的衣物放在硬脂酸钠水溶液中，用手揉搓，硬脂酸钠的疏水基团就可以把油污从衣物上拉下来，在水中形成微团，于是衣服就洗干净了。硬脂酸钠在水里就像一个双面小人，一手拉着衣物上的油污，一手拉着水分子，经过搓洗，就能轻松把油污去掉。各种肥皂、香皂、洗涤液的主要成分都是硬脂酸钠之类的脂肪酸钠盐。要说有什么变化，无非是辅料有变化、配方有改良罢了。

洗涤剂还有一个显著的性能，就是能降低水的表面张力。什么是水的表面张力呢？你可以做一个简单的实验：准备一盆清水和一根绣花针，将针小心翼翼地，水平地，放在平静的水面，针就会浮起来。这是因为水分子紧紧地结合在一起，产生了表面张力，把针给“抬”了起来。如果往水里滴一滴洗涤液，针就会沉下去了，因为洗涤液破坏了水的表面张力。洗涤液通过降低水的表面张力，使水分子能够达到衣服的任何部位，再通过疏水“小手”和亲水“小手”把洗物上的油污使劲拽出来，从而达到去污的目的。