Моющие средства могут пахнуть по-разному, называться по-разному, иметь разный рекламный бюджет, но действие всех их основано на одном и том же принципе — на притяжении между определенными молекулами. Так они вытягивают грязь из одежды и затем переносят ее в раствор.
Чтобы вы поняли, как работает моющее средство, мы раскроем вам сначала один очень неожиданный секрет: вода сама по себе не очень хорошо смачивает вещи.
Если пролить несколько капель на вощеную бумагу, вода скатится с нее маленькими шариками. Нечто похожее, хотя и не так эффектно, происходит со многими тканями. Вода в основном остается на поверхности, вместо того чтобы проникать между волокнами. И это становится настоящей проблемой при попытках вывести грязь и жир.
Вода реагирует так из-за своего поверхностного натяжения. Электрическое притяжение молекул воды на поверхности с молекулами воды нижних слоев настолько сильно, что кажется, будто у воды есть своего рода «кожа». Это позволяет капелькам принимать шарообразную форму. И это, к слову, помогает некоторым видам насекомых бегать по воде пруда словно по твердой, упругой поверхности.
Таким образом, самое первое задание для моющего средства — уменьшить поверхностное натяжение воды, чтобы она легко впитывалась в одежду, вместо того чтобы скатываться с нее шариками. Основной компонент жидкого или порошкообразного моющего средства, называемый поверхностно-активным веществом (ПАВ), ослабляет электрическое притяжение между молекулами воды. Капельки воды распадаются и впитываются в ткань грязной одежды. Иными словами, моющее средство делает воду «более мокрой».
Кроме ПАВ в моющее средство также входят составляющие, называемые моющими компонентами, — обычно это фосфаты, смягчающие воду, химикаты для пенообразования, отбеливатели и осветлители, а также вещества, препятствующие повторному оседанию грязи на ткань во время стирки. Мы уже не говорим об отдушках для придания вещам запаха весенней свежести или океанского бриза.
Итак, как же все-таки моющее средство удаляет грязь с одежды? Возьмите любую ткань. Под микроскопом она напоминает фабрику спагетти после взрыва — хаотичное переплетение спутанных волокон, среди которых находятся частички грязи.
Сама по себе вода растворит соль и сахар, вы это знаете, поскольку не раз размешивали их в горячей воде. Таким образом, мы говорим, что вода — хороший растворитель соли и сахара.
Но вода не растворяет жиры и масла. Молекулы жира не связываются с молекулами воды, именно поэтому соус для заправки салатов, сделанный из уксуса и масла, расслаивается и его периодически приходится перемешивать.
Большинство пятен от еды довольно жирные. Вспомните жир от гамбургера, плавленого сыра, майонеза или плитки шоколада — вода без добавок не выведет их. Моющие средства, на помощь!
ПАВ в моющих средствах, которые обычно состоят из продуктов нефтехимии, растворяют жиры, потому что часть каждой молекулы любого ПАВ очень похожа на молекулу жира или масла.
ПАВ состоят из длинных молекул. Каждая молекула ПАВ похожа на крошечного головастика с округлой «головой» и тонким «хвостом». «Голова» каждой молекулы соединяется с молекулой воды (у большинства «голов» ПАВ отрицательный электрический заряд, а молекула воды с одной стороны имеет слабый положительный заряд). Эти «головы» называют гидрофильными, то есть любящими воду. «Хвосты» же, наоборот, гидрофобные (то есть боящиеся воды) и по своей химической структуре похожи на жир, а, как вы уже знаете, масло и вода не смешиваются.
Когда вы бросаете грязную одежду в воду, содержащую моющее средство, «хвосты» молекул ПАВ растворяются в жирных пятнах на ткани. Жир понемногу растворяется и распадается, поглощаясь «головами» молекул ПАВ. Таким вот образом молекулы ПАВ окружают частички жирных пятен и уносят их с собой в воду (интенсивное перемешивание воды в стиральной машине помогает отделить грязь от одежды). Словно баллоны с гелием «головы», любящие воду, всплывают, унося с одежды в воду свой крошечный груз грязи. При сливании этой воды грязь утекает вместе с моющим средством. Что остается? Чистая одежда, волокна которой вычищены с помощью электрического притяжения молекул.
Белковые пятна, например кровь, молоко и яйца, не смываются обычным мылом, поэтому в моющие средства добавляют специальные вещества — энзимы, растворяющие молекулы белка.
