계면활성제(세제)는 어떻게 기름과 같은 오염물을 제거시켜주나요?

Question

안녕하세요

옷이나 수건 또는 손에 묻은 기름과 같은 오염물질들은 물로만 닦아내면 안없어지는데, 계면활성제를 넣고 비비면 어떤 원리로 제거 되는 건가요?

Answer 1

계면활성제는 오염물질과 물의 계면에 위치하면서 표면장력을 낮춰주는 물질입니다. 이렇게 계면장력이 낮아진 물은 기름과 같은 오염물질과 물 분자들이 서로 섞이는 것을 용이하게 합니다. 이를 "분산"이라고 하는데, 계면활성제는 이러한 분산을 가능하게 하여 오염물질을 물과 함께 쉽게 닦아낼 수 있도록 합니다.

또한 계면활성제는 오염물질과 물을 분리하는 "유화" 작용도 합니다. 오염물질은 기름과 같은 지방성 물질이고, 물은 극성 물질입니다. 이러한 두 물질은 서로 상반되는 특성을 가지고 있기 때문에 서로 분리되는 경향이 있습니다. 계면활성제는 이러한 상반되는 특성을 가진 물질들을 함께 유화시켜주어, 오염물질과 물을 쉽게 분리할 수 있도록 합니다.

하지만 계면활성제도 과용하거나 오랫동안 노출될 경우 피부나 호흡기에 영향을 미칠 수 있으므로 적절한 양과 시간을 지켜 사용하는 것이 중요합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.

오염물질은 수면장력(surface tension) 때문에 물과 밀착하여 붙어있는데, 이로 인해 물로만 닦아내기 어렵습니다. 계면활성제는 수면장력을 낮추어 오염물질과 물의 결합력을 약화시키고 분산시키는 역할을 합니다. 계면활성제 분자는 수소와 탄소로 이루어진 수직적인 구조를 가지고 있어, 수분자와는 수소결합을 형성하고, 수면으로 놓이게 되면 수분자를 교란시켜 수면장력을 낮추는 효과가 있습니다. 이렇게 계면활성제가 추가된 물은 오염물질과 물의 결합력이 약화되고, 오염물질이 물 속에 분산되어 제거되는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

계면활성제라는 이름에서 알 수 있듯, 계면을 활성화시켜주는 역할을 하기 때문입니다.

계면이란 기체와 액체, 액체와 액체, 액체와 고체가 서로 맞닿은 경계면을 말합니다.

즉, 요염물과 물의 경계면 역시 계면입니다.

그리고 계면활성제는 이런 계면의 경계를 완화시키는 역할을 한합니다. 즉 계면이 가지고 있던 표면장력을 약해지게 하고 하나의 분자 내에 친수성과 친유성을 가진 화학적 구조를 지니고 있어 계면활성제를 통해 기름과 같은 오염물과 물이 섞일 수 있도록 만들어줍니다.

이렇게 기름과 물이 섞이며 오염물을 물에 섞어 배출함으로 오염물을 제거하는 것입니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

비눗물의 표면장력(표면의 넓이를 되도록 작게 하려는 힘)은 물에 비하여 훨씬 작다. 이것은 비누가 물의 표면에 모여 표면을 되도록 넓게 하려고 하기 때문인 것이다. 비누가 물의 표면에 잘 모이는 성질은, 비누의 분자(예를 들면, 스테아르산나트륨) 속에 긴 사슬 모양의 알킬기(基)<고교 화학시간에 배움>와 같은 친유성(親油性)의 기와 카복시기(基)<고교 화학시간에 배움>와 같은 친수성의 기가 들어 있어, 친유성의 기는 물의 반발을 받아 표면으로 가기 때문에 생기는데, 핵심원리는 비누가 옷 등의 때에 잘 달라붙어서 옷의 표면에 묻은 때를 비누와 같이 뭉쳐서 잘 떨어져 나오게 하는 것이 그 원리이다.

Answer 5

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

계면활성제는 물과 기름이 서로 섞이지 않는 경계면에서 활동할 수 있는 분자입니다. 이러한 분자는 친수성과 소수성을 동시에 지니고 있어 물과 기름을 섞이게 하는 역할을 합니다.

그래서 우리가 물로 씻을 때, 더러운 부분이 잘 섞이지 않는데 이 계면활성제가 물과 더러운 때를 섞어내어 씻어낼 수 있도록 도와줍니다. 이렇게 계면활성제가 있어서 우리는 보다 깨끗하게 씻을 수 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 계면활성제는 오염된 표면의 기름과 물이 섞이는 것을 도와주는 화학물질입니다. 계면활성제는 기름 분자의 수은 부분과 물 분자의 수은 부분에 각각 결합하여 두 액체를 혼합시킵니다. 이러한 작용은 계면활성제의 분자 구조에서 나타나는 두 부분으로 나뉘어져 있기 때문입니다. 계면활성제 분자는 물 분자와 기름 분자를 모두 끌어당기는 수은 부분과, 이들 분자 간에 연결되는 수은 부분으로 나뉘어져 있습니다.

이렇게 계면활성제가 오염된 표면에 뿌려지면 기름과 물이 섞이게 되어 오염 물질이 표면에서 분리되고 떠오르게 됩니다. 이 과정을 "분산"이라고 합니다. 이러한 계면활성제의 작용으로 인해 오염된 표면에서 물과 기름이 섞이기 때문에 세척이 더욱 용이해집니다.

하지만, 계면활성제도 무작위로 배출되면 수질 오염의 주요 원인 중 하나가 될 수 있으므로 적절한 방법으로 처리되어야 합니다.

Answer 7

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

계면활성제는 이름뜻 그대로 경계면을 활성화해 물과 기름을 섞이게 하는 작용을 할수 있게 기능합니다.

Answer 8

안녕하세요. 과학전문가 Trail Blazer 입니다.

계면활성제는 물과 밀접한 성분인 친수기 성분과 기름과 밀접한 성분인 친유기 성분을 모두 가지고 있습니다.

그래서 친유기 성분은 오염물질과 결합하여 섬유가 더렵혀진 부분을 깨끗하게 제거하고, 물과 함께 섞이는 친수기 성분과

다시 합쳐져 기름과 물을 잘 섞이게 합니다.

그래서 위와 같은 원리로 기름과 물은 잘 섞이게 됩니다.

참고사이트 : https://n.news.naver.com/mnews/article/009/0000631220?sid=101

(매일경제 - 세제쓰면 깨끗해지는건 계면활성제 때문)

Answer 9

안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.

계면활성제(세제)는 분자 구조상 기름과 물 모두와 상호작용할 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성 때문에 계면활성제는 기름과 같은 유기성 오염물질과 물과 같은 극성 오염물질을 모두 포함하는 복합적인 오염물질을 쉽게 제거할 수 있습니다.

계면활성제 분자는 두 개의 부분으로 나뉘는데, 하나는 수분과 상호작용하는 극성 부분이고, 다른 하나는 기름과 같은 유기성 물질과 상호작용하는 지성 부분입니다. 이러한 구조 때문에 계면활성제는 물과 기름을 섞는데 사용되는 에멀젼을 형성할 수 있습니다.

세제는 이러한 계면활성제의 특성을 이용하여 기름과 같은 유기성 오염물질을 분해하고, 물과 함께 혼합하여 물로 희석시키는 과정을 거칩니다. 이때, 계면활성제 분자는 오염물질 표면에 흡착되어 오염물질 분자를 분해시키는데 도움을 주고, 물 분자와 함께 오염물질을 덮어주는 역할을 합니다.

이렇게 세제는 계면활성제를 이용하여 기름과 같은 유기성 오염물질을 분해하고, 물과 혼합하여 효과적으로 제거할 수 있습니다.