O zdolności mydła do usuwania brudu, na ogół tłuszczu, decyduje jego budowa. Cząsteczka mydła składa się z anionu $\mathrm{R}-{\mathrm{COO}}^{-}$, zbudowanego z długiego ogona, czyli niepolarnego łańcucha węglowodorowego $\mathrm{R}$ o charakterze hydrofobowym, oraz grupy $-{\mathrm{COO}}^{-}$, tzw. głowy, o właściwościach hydrofilowych.

Duże znaczenie przemysłowe mają sole sodowe lub potasowe wyższych kwasów tłuszczowych, zwane mydłami. Są to np.:

• stearynian potasu: ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{35}\text{COOK}$;

• palmitynian sodu: ${\text{C}}_{15}{\text{H}}_{31}\text{COONa}$;

• oleinian potasu: ${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{33}\text{COOK}$.

W roztworze wodnym mydła ulegają:

• dysocjacji elektrolitycznej, np.:

${\text{C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COONa → C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COO}}^{-}{\text{ + Na}}^{+}$

• hydrolizie anionowej, jako sole słabych kwasów i mocnych zasad, np. wodny roztwór stearynianu potasu ma odczyn zasadowy, co potwierdza skrócony jonowy zapis tego procesu:

${\text{C}}_{17}{\text{H}}_{35}{\text{COO}}^{-}{\text{ + H}}_2{\text{O → C}}_{17}{\text{H}}_{35}{\text{COOH + OH}}^{-}$

W czasie procesu prania lub mycia hydrofobowy ogon wnika do bryłki tłuszczu (brudu), a hydrofilowa głowa pozostaje na jej powierzchni, umożliwiając zwilżanie przez wodę. Proces prania przedstawiono schematycznie poniżej.

Slajd 1 z 2

R1HJDsCO7mPC4

Ilustracja przedstawia trzy etapy procesu prania. Na ilustracji jest materiał, miejscami zabrudzony, oraz niebieskie kulki z witkami. Pierwszy etap przedstawia tkaninę w wodzie z cząsteczkami detergentu. Nieliczne niebieskie kulki osiadają na tkaninie. Kolejny etap: hydrofobowe ogony jonów detergentu wnikają w cząstki brudu, a następnie zaczynają tworzyć wokół nich micele. Na obrazku niebieskie kulki osiadają na zabrudzonej części materiału. Ostatni etap: mieszanie i pocieranie materiału wspomaga oderwanie cząstek brudu od tkaniny i domknięcie powstałej miceli. Na ilustracji brud z tkaniny jest unoszony do góry przez otaczające go niebieskie kulki z witkami.

R3rLvvBxBp2tm

Ilustracja przedstawia proces prania. Na powierzchni wody znajduje się warstwa piany. Na ilustracji na pianie są jony mydła, które układają się ogonkami do góry. Obok tej grafiki, również na warstwie piany, są jony mydła ułożone w poziomym rzędzie jeden obok drugiego z ogonami skierowanymi ku górze, a nad nimi jest półkole zbudowane z jonów, które układają się naprzemiennie – ogonami na zewnątrz i do wnętrza piany. Na dole po lewej stronie ilustracji w wodzie znajdują się okrągłe micele. Głowy tworzą zewnętrzną otoczkę, ogony są skierowane do środka miceli. Opisano: 1. Cienka warstwa wody tworzy na powierzchni pianę, która z obu stron zostaje zamknięta przez jony mydła., 2. W trakcie prania roztwór wody i mydła zostaje napowietrzony. Pęcherzyki powietrza unoszą micele z cząstkami brudu na powierzchnię wody.

Mydła powodują zmniejszenie napięcia powierzchniowego wody, dzięki czemu mogą łatwo wnikać w pory skóry lub tkanin i usuwać brud. Jako związki, które obniżają napięcie powierzchniowe wody, zaliczamy je do szerszej grupy związków zwanej surfaktantami (ang. surface active agent), czyli substancjami powierzchniowo czynnymi. Surfaktanty mają wiele praktycznych zastosowań jako:

• detergenty – podstawowy składnik wszelkich środków czyszczących;

• emulgatory – stosowane w farbach, kosmetykach i przemyśle spożywczym;

• środki pianotwórcze.

W wodzie twardej, czyli zawierającej jony ${\text{Ca}}^{2+}$ i ${\text{Mg}}^{2+}$, mydło prawie się nie pieni. Powstają wówczas nierozpuszczalne w wodzie związki, np.:

• palmitynian wapnia ${\left({\mathrm{C}}_{15}{\mathrm{H}}_{31}\mathrm{COO}\right)}_2\mathrm{Ca}$:

${\text{2C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COONa + CaCl}}_2{\text{ → (C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COO)}}_2\text{Ca + 2NaCl}$

${\text{2C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COO}}^{-}{\text{ + Ca}}^{2+}{\text{ → (C}}_{15}{\text{H}}_{31}{\text{COO)}}_2\text{Ca}$

• stearynian magnezu ${\left({\mathrm{C}}_{17}{\mathrm{H}}_{35}\mathrm{COO}\right)}_2\mathrm{Mg}$:

${\text{2C}}_{17}{\text{H}}_{35}{\text{COONa + MgSO}}_4{\text{ → (C}}_{17}{\text{H}}_{35}{\text{COO)}}_2{\text{Mg + Na}}_2{\text{SO}}_4$

$2 {\mathrm{C}}_{17}{\mathrm{H}}_{35}{\mathrm{COO}}^{-} + {\mathrm{Mg}}^{2+} \to {\left({\mathrm{C}}_{17}{\mathrm{H}}_{35}\mathrm{COO}\right)}_2\mathrm{Mg}$