洗剤の適切な使用量とはーー臨界ミセル濃度を調べるーー化学ゼミ辻井秀明きっかけ • 家庭科の教科書にて「洗剤は適量以上入れても洗浄力は変わらない」「適量」は一体洗剤の何によって決まるのか？目的 • 洗剤の「適量」を実験によって求める • その適量が洗剤の何によって決まるのかを考察する原理界面活性剤とは • 洗剤の主成分 • 洗浄能力を持つ物質・・・セッケンもそのひとつ • 親油基と親水基をもつ親油基親水基ミセルとは・・・界面活性剤の分子が水溶液中で集まったものさらに溶かすと初めは表面に並ぶミセルミセルを形成臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）・・・界面活性剤がミセルを作り始める濃度 • 界面活性剤の種類によって違う • ｃｍｃを境に界面活性剤の性質が異なる・・・洗浄力、表面張力、浸透圧など表面張力の変化がわかれば洗浄力の変化もわかる表面張力・・・液体が自身の表面積を小さくしようとする力 • 水は大きく、油は小さい表面張力ｃｍｃ界面活性剤の水溶液の場合、表面張力はｃｍｃまでは下がり、 cmcを超えると一定濃度滴下法２ｒ T ｍｇ液体を管から滴下させる時 r=管の半径［ｍ］ m=1滴の質量［ｋｇ］ T g=重力加速度（９．８ｍ/ｓ２） T=表面張力［N/m］とすると、 2πｒT=ｍｇ実験方法セッケン水の調製 • 4種類のセッケンの様々な濃度の水溶液を作った使用したセッケン ①ラウリン酸Na・②ミリスチン酸Na ③パルミチン酸Na・④ステアリン酸Na • 液温は約75℃とした表面張力の測定 • 左図のような装置を組み立てた • セッケン水５ｍLを滴下させ、すべてが滴下するまでの滴数を数えた •一滴の質量を計算した •cmcを計算した結果 ① ② ③ ④ それぞれのセッケンのｃｍｃラウリン酸ナトリウム・・・0.59 % ミリスチン酸ナトリウム・・・0.15 % パルミチン酸ナトリウム・・・0.082 % ステアリン酸ナトリウム・・・0.11 % 考察 • セッケンの炭素数は①,②,③,④の順に１１，１３，１５，１７炭素数が多くなるほどcmcは下がる炭素数が多いと疎水性が強まり、小さい濃度でも水を嫌い集まる • ④のみ逆転している ④のみ加熱方法が異なってしまったから？結論セッケンのｃｍｃは、炭素数が多くなるほど小さくなる炭素数の多いセッケンほど必要量は少ない参考文献 • 1) 北原文雄 (1997)．科学のとびら28 界面活性剤の話東京化学同人 • 2) 野村祐次郎辰巳敬ほか (2006)．改訂版高等学校化学Ⅰ 数研出版 • 3) 野村祐次郎辰巳敬ほか (2007)．改訂版高等学校化学Ⅱ 数研出版 • 4) 広辞苑第六版 (2008, 2009) 岩波書店 • 5) 前田史郎 (2009)．物理化学実験④ 表面張力の測定 <http://acbio2.acbio.ufukui.ac.jp/phychem/maeda/kougi/Exp IV/surface2010.pdf >