비누의 역사, 비누화 반응식, 물과 기름 분리되는 세탁 원리

 

히랍어로 "강과 강사이에 있는 토지"를 뜻하는 티그리스(Tigris) 유프라테스(Ephrates)강 유역의 슈멜문명 유적지에서 발견된 기원전 2500년 전의 것으로 추정되는 점토판에는 비누의 제조법과 용도가 새겨져 있습니다.

이에 따르면 피부병에 유황비누를 사용하였다던가 비누를 기름 1리터와 탄산칼슘 5.5리터로 제조하였다는 처방이 있다고 합니다. 탄산칼슘은 열대의 콩과 식물인 타마린드, 대추야자, 솔방울, 떡갈나무, 너도밤나무, 등을 태운 재로 만들었는데" 곡물의 풍요함과 더불어 우리들을 청결하게 해주는 이들 나무가 번식되도록" 이라는 시도 새겨져 있었다고 합니다.

또한 약 3000년 전 초기 로마시대에는 사포(Sapo)언덕에서 양을 구어서 신에게 제물로 바치는 풍습이 있었는데 양을 구울 때 생긴 기름이 타고 남은 나무재와 섞여 땅에 스며 들고 빗물에 씻겨내려가 다이빠강의 강가로 흘러 들어갔고 이 강가에서 세탁을 하던 사람들은 세탁물의 때가 잘 닦아지는 사포의 땅에서 놀았다고 합니다. 이 "Soap"가 지금의 "Soap" 의 어원이라는 설도 있지요.

종교와 관계가 깊은 비누는 그래서 "신의 선물"이라고 불리워집니다.그후 비누는 지금의 시리아를 거쳐 지중해 연안을 따라 서쪽으로 가면서 발달했으며 17세기경에는 프랑스의 마르세이유 지방에서 절정에 이르게 됩니다. 당시 올리브유에 해조회를 섞어 만든 비누는 대단히 질이 좋은 것 이었습니다.

대규모의 상업적 비누제조는 1791년 프랑스의 화학자 Nicholas Lebianc가 일반 염에서 소다재 또는 Sodium carbonate를 만드는 공정을 발명하면서 시작되었습니다. Lebianc공정은 비누제조에 필요한 많은양의 양질의 저가 소다재를 생산할 수 있게 되었습니다. 이 발명으로 비로서 대규모의 상업적 비누생산이 시작 되었습니다.비누에 관한 과학적 발견과 공장을 돌릴 수 있게 하는 전기력의 발전은 비누 제조업이 1840년대 미국에서 가장 빠르게 성장하는 산업종의 하나로 발전하게 되는 여건을 제공하였습니다. 동시에 폭 넓은 사용에 힘임어 목욕을 위한 보다 마일드한 비누와 세탁기 사용을 위한 비누와 세탁기 사용을 위한 세탁세제의 개발 등 다양하게 발전해온 것입니다.이와같이 비누는 인류의 역사와 동반하여 발달해 온 향수어린 시와 같이 친근한 물건인 것이지요.

http://www.soaplife.co.kr/sub_03soap_01.html

(주)다산생활화학

 

지방과 양잿물의 만남, 비누

비누화반응

 

이것은 비누를 합성하는 비누화 반응식입니다. 동물성 지방과 흔히 양잿물이라고 하는 NaOH를 반응시켜주게 되면 비누와 글리세롤이 나오게 됩니다. 참고로 글리세롤은 OH기가 3개나 달려있어서 물을 아주 좋아해서 로션과 같은 화장품을 만들 때 사용된답니다.

 

막대사탕을 닮은 비누

비누의 구조

비누화 반응을 통해 만들어진 비누의 구조입니다. 비누는 탄소(C)가 길게 연결된 부분은 기름과 친한 부분(친유성기)이 되고 COO¯는 극성을 띄기 때문에 물과 친한 부분(친수성기)으로 이루어져 있습니다. 이러한 물질들을 계면활성제(surfactant)라고 하는데요. 말 그대로 친유성 부분과 친수성 부분을 모두 가지고 있어 계면을 활성화 시켜주는 물질이랍니다. 간단하게는 막대사탕 모양으로 나타냅니다. 이제 이러한 막대사탕의 구조가 물속에서 어떠한 행동을 하는지 알아보겠습니다.

모두 모두 모여라. 마이셀(Micelle)

마이셀

비누 분자가 물속에 들어가면 어떻게 될까요? 사람들도 보통 친한 사람들끼리 같이 있는 것이 더 편한 것처럼 화학의 세계에서도 마찬가지랍니다. 비누가 물속으로 들어가게 되면 친수성 부분은 밖으로 위치하여 물과 맞닿게 되고 친유성 부분은 물을 피해 안쪽으로 모이게 됩니다. 그래서 원형구조를 띄게 되는데 이것이 바로 ‘마이셀(micelle)’입니다. 마이셀 구조는 세탁의 원리를 설명하는 데 중요한 요소 중 하나인데요. 이러한 마이셀 구조가 어떻게 기름때를 제거해 줄까요?

 

세탁의원리 1단계 : 피부나 섬유에 기름때와 같은 오염물질의 부착 2단계 : 물속에서 비누 분자의 친유성 부분이 기름때의 표면에 달라붙음 3단계 : 물리적인 힘을 가해주면 점점 2단계가 진행됨 4단계 : 최종적으로 기름때가 마이셀 구조로 피부나 섬유에서 제거됨

 
비누 분자는 이렇게 4단계의 과정으로 기름때를 제거하게 된답니다. 마지막 단계에서 비누 분자가 피부나 섬유에 달라붙어 기름때가 다시 달라붙는 것을 막아주는 역할 또한 해준답니다. 또한, 비눗물이 뿌옇게 보이는 이유는 생성된 마이셀로 인해 빛이 분산돼서 비누가 뿌옇게 보이는 거랍니다. 생각보다 간단하고 흥미롭지 않나요? 평소에 비누로 손을 씻을 때 이러한 과정을 한번쯤 생각해 보는 것 좋을 것 같습니다.

https://blog.lgchem.com/2015/06/principle-soap/

물도 좋고, 기름도 좋아! 비누 의 원리 -LG케미토피아