要是两个朋友之间的关系一直不融洽,人们就会说他们是“水和油的关系”。那么到底是什么性质导致水、油如此不相容?
来做个实验吧。把水倒进杯子里,再把几滴食用油滴进去。看一看,水和油分得很清吧?再搅拌一下,却发现它们一直都没有混合。俗话说“近朱者赤,近墨者黑”,水和油性格差异如此之大,它们分别可以结合的物质也各不相同吧?是否不论在什么状态下,“水油不相容”都成立呢?凡事总有例外,肥皂就有“两张脸”:一张是水,一张是油。
世界上大部分物质的性质就是,要么只和油结合,要么只和水结合。易和油结合的性质,为亲油性;易和水结合的性质,为亲水性。
所以把亲水性的物质和亲油性的物质放在一起,无论怎样搅拌,它们各不相容。不仅不会结合,还存在着表面张力,即互相排挤的力。
不过,有些称为“表面活性剂”的物质,它们在具有亲水性的同时,也具有亲油性。表面活性剂,会使亲水性物质和亲油性物质之间的表面张力消失,使两种物质混合。具有代表性的表面活性剂之一,就是肥皂。肥皂具有亲水性和亲油性,就相当于优秀的外交官,和谁都可以亲近。我们衣服上的污垢,脂肪占了90%,其余的是蛋白质和灰尘混合的亲油性物质。要是在以前,人们洗衣服的时候,不用棒槌敲打,就无法把亲油性物质洗掉。但只靠棒槌,还是无法把衣服彻底洗干浄,这时就要用到肥皂。衣服上涂了肥皂之后,肥皂的一端就会向着水,另一端向着脏污。肥皂连接之下,脏污和水会混合在一起,同时脱离衣服。
据史料记载,西亚的美索不达米亚地区是肥皂的发源地。约公元前3000年时,人们将1份油和5份碱性植物灰混合,就制成了清洁剂。在欧洲,有很多关于肥皂起源的传说,如:每逢节日,古罗马的高卢人便将羊油和山毛榉树灰溶液搅拌成稠糊状,将之涂在头发上,利于把头发梳成各种发型。有一次,节日正在进行时,天降大雨,发型被雨水破坏,人们却意外地发现,头发干净了。又有传说,罗马人在祭神时,其烧烤产生的牛羊油滴落,和草木灰混合形成了“油脂球”。洗衣妇发现,衣服在沾了“油脂球”后更易洗干净。这些传说都说明,人们用动物脂肪与草木灰(碱)制皂的历史已达几千年。
意大利的庞贝古城遗址中,考古学家发现了制肥皂的作坊。这说明早在公元2世纪,罗马人已经开始原始的肥皂生产。中国人也很早就知道,可以用草木灰和天然碱洗涤衣服,猪胰腺、猪油与天然碱混合后,被制成块,称“胰子”。
在早期,人们一直沿用从草木灰中制取碱的古老方法,所以肥皂属于奢侈品,直至1791年法国化学家卢布兰用廉价的电解食盐法成功制取火碱,才结束了这种状况。1823年,脂肪酸的结构和特性被德国化学家契弗尔发现,肥皂即是脂肪酸的一种。19世纪末,制皂工业最终实现了由手工作坊向工业化生产转化的过程。
肥皂能去污的原因,就在于它有特殊的分子结构,分子的一端有亲水性,另一端则有亲油脂性,在水与油污形成的界面上,油脂被肥皂乳化,溶于肥皂水中;在水与空气形成的界面上,围住空气的分子的肥皂,形成了肥皂泡沫。在肥皂的作用下,原本不溶于水的污垢,不再附着于衣物表面,而是溶于肥皂泡沫中,最后被完全清洗掉。
18世纪,法国人利用盐及石炭制作的“人工苏打”,取代了传统自灰烬中得到碱汁的方法。到了19世纪,德国人发明了用电气分解食盐水制造氢氧化钠的方法。从此,苛性钠得以普及,肥皂从“王谢堂前”,终于“飞入寻常百姓家”,摇身一变,成为平民百姓的日常生活用品。
前人还是很聪明的,没有肥皂,他们就用淘米水、豆粉、面粉、绿豆粉和菖蒲粉等植物的粉末洗脸,同样有肥皂的效果。其中,官中佳丽或大家闺秀一般才使用绿豆粉和菖蒲粉,这种粉叫作“飞陋”,意思是让不干净的东西飞走。我们现在所用的肥皂,就是从飞陋演变而来。
另一方面,前人用草灰水洗衣服。草灰水,就是用水泡烧完干草之后所留下的灰烬,对其进行过滤后而得到的水。据说,用草灰水洗衣服,很容易洗掉污渍。可见,我们聪明的祖先在生活中就发现和运用了各种科学原理。
肥皂用途广泛,除了用来洗衣服之外,在纺织工业上也运用得极为广泛。通常是高级脂肪酸的钠盐,一般叫作“硬肥皂”,用得最多;多用于洗发刮脸等的是“软肥皂”,即其钾盐;常用来做雪花膏的是其铵盐。