Cząsteczki detergentu mają bardzo sprytną właściwość, z jednym końcem hydrofilowym, czyli kochającym wodę, a drugim hydrofobowym, czyli odpychanym przez wodę. Ta podwójna natura pozwala detergentowi przyciągać zarówno wodę, jak i olej, co daje mu zdolność czyszczenia prania. Jest również bardzo skuteczny w zmniejszaniu napięcia powierzchniowego wody poprzez odpychanie cząsteczek wody hydrofobowym końcem cząsteczki detergentu.
Cząsteczki wody i napięcie powierzchniowe
Woda posiada wyjątkowe właściwości, dzięki czemu jest „lepka” na powierzchni. Każda pojedyncza cząsteczka wody ma jeden duży atom tlenu i dwa mniejsze atomy wodoru. Atomy wodoru mają lekko dodatni ładunek, dzięki czemu cała cząsteczka wody jest polarna. Podobnie jak maleńkie magnesy, atomy wodoru przyciągają atomy tlenu z innych cząsteczek wody, tworząc tymczasowe wiązania wodorowe w wodzie.
Każda cząsteczka wody jest przyciągana przez inne cząsteczki wody z każdego kierunku, ale cząsteczki wody na powierzchni nie mają cząsteczek nad powierzchnią, które mogłyby je przyciągać. Te cząsteczki wody mają większy wpływ z wody poniżej niż z powierzchni powyżej. Ta różnica siły powoduje upakowanie cząsteczek wody na powierzchni bliżej siebie niż wewnątrz cieczy. Cienka, gęsta warstwa cząsteczek powoduje zjawisko zwane napięciem powierzchniowym.
Detergent i mydło
Detergent i mydło są podobne chemicznie, z wyjątkiem zawartego w nich oleju. Wiele mydeł wykorzystuje naturalne tłuszcze, podczas gdy detergenty wykorzystują rafinowaną ropę naftową. Cząsteczki mydła i detergentu mają dwa końce, które działają jak pomost między cząsteczkami wody a cząsteczkami tłuszczu (tłuszczu). Pozwala to mydłu lub detergentowi złapać tłuszcz z brudnego naczynia i użyć drugiego końca cząsteczki detergentu do zaczepienia się o wodę, która ma zostać zmyta.
Napięcie powierzchniowe detergentów i mydła
Dwa końce cząsteczek detergentu sprawiają, że jest on w stanie przebić się przez napięcie powierzchniowe wody. Końcówka cząsteczki detergentu, która przyczepia się do tłuszczu (tłuszcz), odpycha cząsteczki wody. Jest znany jako hydrofobowy, co oznacza „bojący się wody”. Próbując oddalić się od cząsteczek wody, hydrofobowe końce cząsteczek detergentu wypychają się na powierzchnię. To osłabia wiązania wodorowe utrzymujące cząsteczki wody razem na powierzchni. Rezultatem jest przerwa w napięciu powierzchniowym wody.