【嫁ブログ】重曹の復習〔047〕

普段は、"気になること"は気になって仕方がないのですぐに調べる方だなんてかっこつけていますが、

だいぶ盛っています。

今日はそれを白状する話です。

 

ここ2年程でしょうか。

ずっと先送りにしてきた。"重大な問題"がありました。

主婦にとって"汚れが落ちるかどうか"は重大な問題です。

2018年代にスーパーやホームセンター、ドラッグストアで重曹やセスキが多種多様に販売されるようになりました。

一気に製品の種類が増えた為、どれを買ったらいいのかが分からなくなりました。

パッと見で商品を手に取ってみて、よさそうな気がしたらほぼ勘のみで購入し、何となく使ってみて何となく使い続けている現状です。

あれやこれやと買うのは頭を使い、めんどくさいので、最初に手に取って買ったものを続けて使い続てきました。

それに飽きたらちょっと別の物を試してみて、また同じようにその時手に取って買ったものを続けて使い続けるという具合です。

はっきり言って適当ですね。

汚れに対して真摯に向き合ってきたとは言えないという後ろめたさを2年も引きずってきました。

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 私の自由研究

今朝の事です。

いつものように「朝の仕事をするぞ」とパソコンの電源を入れて「辰學舎/アールズ国語そろばん教室の"塾長ブログ"」を開いたら、塾長の新着記事が上がっていました。タイトルは「【1日で終わる】ネットで完結できる簡単自由研究(小学校高学年対象)」となっています。

 

 

これは有難い。

この手順をまんま「汚れが落ちるかどうか問題」に当てはめることに決めました。

さて、いかなる結果になりますか。

①テーマを決める

②サイト選び

③レポート作成

④図表をまとめる

⑤仕上げ まとめと感想

という手順を追っていきたいと思います。

 

①テーマ決める

これはだいたい決まっていましたが、ちゃんと考えます。

 今回は「重曹と汚れの科学」とすることに決めました。

 

②サイト選び

これは前々からいくつかの気になっていたサイト内記事を自分のパソコンにブックマークしてあります。

読んでないだけです。

その中から1つ選びました。

【日本最大の化学ポータルサイトChem-Station内の「重曹でお掃除」の科学(その2)】

"ポータルサイト"とは調べると"集客目的のサイト"という意味らしいです。

 

ということは、プロが設けるためにガチでやってるという気がします。

このサイトの運営者を見てみると、

「Chem-Station(略称:ケムステ)はウェブに混在する化学情報を集約し、それを整理、提供する、国内最大の化学ポータルサイトです。現在活動20周年を迎え、幅広い化学の専門知識を有する120 名超の有志スタッフを擁する体制で運営しています。」

とあります。いい感じです。

 そして今回はサイト調べに加えて1年ほど前に買って読まずに寝かせておいた書籍を一冊参考図書として使用することにします。

【セスキ・重曹・オキシウオッシュで家まるごとピカピカ!】TJ MOOK宝島社

「重曹でお掃除」の科学

【日本最大の化学ポータルサイトChem-Station内の「重曹でお掃除」の科学(その2)】

があるということは(その1)もあるということです。

 まずは、サイト内の項目を整理してみます。

「重曹でお掃除」の科学(その1)
ジュウソウの名前の意味
「重曹でお掃除」の科学(その2)

「お掃除に重曹」とアルカリによる加水分解反応

「消臭に重曹」と重曹の緩衝作用

科学者からの洗剤の弁護

本の項目

次に書籍の項目を整理してみます。
セスキ炭酸ソーダ 基本の「キ」
セスキ炭酸ソーダの得意な汚れ
セスキ炭酸ソーダの基本の使い方
重曹 基本の「キ」
重曹の得意な汚れ
重曹の基本の使い方
オキシウオッシュ 基本の「キ」
オキシウオッシュの得意な汚れ
オキシウオッシュの基本の使い方
セスキ・重曹・オキシウオッシュを使った場所別掃除
キッチン
洗濯物
洗濯機まわり/洗面所
浴室
トイレ

かなり盛りだくさんになりました。

最後までレポートを完走できるかどうか不安になりますが、ここは勢いでいかせて頂きます。

レポート作成

これは②を「抜き出して・つなげる」あるいは「抜き出して・少し変える」でした。

ではいってみます。

「重曹でお掃除」の科学(その1)

 

ジュウソウの名前の意味

1)重曹とは、ズバリ「重炭酸曹達」の略。

現代の科学用語では「炭酸水素ナトリウム」が正しい。

古語的には、「炭酸水素」→「重炭酸」、「ナトリウム」→「曹達」。

合わせて「重炭酸曹達」、略して「重曹」となる。

 

 

2)重曹を使ったお料理と中学生の科学の華、炭酸水とナトリウムの熱分解について

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

この分子式がすらすらと書けるようになれば、中学生でも上級者と言えるらしい。

 

〈学校で習うこと〉

気体として出てくるCO2を水酸化カルシウム水溶液に通すと白く濁る

水は試験管の端っこにたまり、塩化コバルト紙を赤くする

残った白い粉末が水に溶けてフェノールフタレインを赤くする

 

〈お料理で利用されていること〉

小麦粉と重曹と砂糖と牛乳、それに卵を混ぜて熱すると、小麦粉が固まるのと同時に二酸化炭素の泡が出てきて発泡し、ふわふわのホットケーキができるベーキングパウダーとしての利用)

「コツのいらない天ぷら粉」などにも含まれている

「重曹でお掃除」の科学(その2)

 

「お掃除に重曹」とアルカリによる加水分解反応

エセ科学の氾濫に注意

「重曹でお掃除すると汚れが取れる理由、それは重曹がアルカリ性で、汚れが酸性だからです!」は間違い。

 

重曹が汚れを落とす正しいメカニズム

①クレンジング効果

・重曹は比較的水に溶けにくい塩(えん)である。そのため、粉の重曹をまいてこすると、「こすり落とす」効果がある。

・硬度は2.5程度で適度に柔らかく、傷つけにくい

 

②重曹による油脂の加水分解

・汚れのメインともいえる「脂肪」は酸でもアルカリでもない。脂肪と水を混ぜても分離するだけ。

・脂肪と水と重曹を混ぜると、重曹によりわずかにアルカリ性を示し、水酸化イオン(OH⁻)が出来る。これが脂肪やたんぱく質を反応し、加水分解を引き起こす。

・脂肪は"グリセリン"と"脂肪酸のナトリウム塩"に分解される。これをケン化(鹸化)という。"脂肪酸のナトリウム塩"は石鹸の主成分である。

・アルカリ水溶液はたんぱく質も加水分解する。手がぬるぬるすることで実感する。肌荒れの原因になる。

 

③脂肪酸塩のミセル化

・脂肪酸のナトリウム塩は図のような形をしている。この脂肪酸のナトリウム塩は「二重人格のような性質」を持っている。

 

 

 

 

この長い部分は「水に混じりにくく、油に混じりやすいという性質」(親油性)を示す。

一方、反対側のカルボン酸部分は「水に混じりやすく、油に混じりにくいという性質」(親水性)を示す。

このような性質を"界面活性"とか"両親媒性"といい、汚れを落とすのに大切な性質である。

"脂肪酸塩"が油に出くわすと、油の方にしっぽを向け、"カルボン酸部分"を外側に向けて玉を作る。

これがミセルと呼ばれるもので、脂肪酸塩は水に溶けない油汚れをミセルにして溶かす(分散させる)のです。

これは石鹸の仕事と全く一緒です。

 

④重曹のまとめ

(1)クレンザー代わりとして汚れを掻き出し、

(2)油汚れから石鹸を作り、

(3)石鹸が汚れを落とす

という3ステップで働いている。

このうち(2)の反応は、アルカリ性が弱いため効きはそれほどたいしたことはない。

汚れが落ちる理由は(2)によってできた石鹸による効果が大きい。

 

「消臭に重曹」と重曹の緩衝作用

 

1、2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2は吸熱反応。

(例)塩酸を中和すると"NaHCO3 + HCl→ NaCl + H2O + CO2という反応で二酸化炭素の泡が出る。

中和反応はかなりの発熱反応だが、熱が出たら上の反応が起こってCO2を発生させながら温度を下げる。

そのため温和な条件で反応が進みやすい。

また、重曹水はpH 8程度とアルカリと言っても弱いため、過剰に使用しても害が少ない。

酸が来るとまたCO2を出して、弱アルカリ性に戻るという、pH を安定させる効果がある。

これを"緩衝作用"と言う。

 

2、pH が弱アルカリ性に保たれると匂いが消えるのは"中和反応"による。

嫌な匂いの元は、カルボン酸類やチオール類であると言われていて、人はほんのわずかでも臭いと感じる。

(例)塩酸は鼻を突くような刺激臭がするが、中和して塩化ナトリウムにすると全くにおわない。

理由は沸点が全く異なることによる。

円ワンは分子性物質で、加熱すれば期待のHClとして出てくるが、

塩化ナトリウムはNa+とCl に完全にイオン化されており、プラスとマイナスが引き合う力で、飛び出してこない。

同様のことが悪臭物質にも言え、たとえばプロピオン酸に重曹を吹きかけると、

CH3CH2COOH + NaHCO3 → CH3CH2COONa + H2O + CO2

という反応によりプロピオン酸ナトリウム塩となり、気化しなくなる。

(臭い物質がいなくなるわけではない。)

同様のことが硫黄系の匂いにも言える。

 

3、まとめ

酸性の匂いにアルカリ性の重曹水を吹きかけると中和されて匂いが消える。

同様のことを強アルカリでやると衣服や革も痛む。

重曹なら弱アルカリ性のため、大丈夫な範囲は大きくなるが原理的には多少の色落ち(色素成分も分解を受ける可能性がある)や、質の劣化があってもおかしくない。

 

 

 

科学者からの洗剤の弁護

「中学や高校で学んだ訳のわからなかったことも、少しは世の中の役に立っているかも知れない」と思って頂ければ有難い。

洗剤の歴史は大変古く、そして改良に改良を積み上げて今日に至る。

日本では、衣服、皮膚、眼に入ったとき、何か別のものと混ぜたときなど、様々な問題が一例でも新聞で報道されれば、莫大なマイナス効果が出てしま

う。

そのためにあらゆる危険性を取り除いていってできあがったのが今売られている洗剤なのだと言える。

「水で洗ってもとれない汚れを落とす」というのはすごいこと。

だからいろいろやって安全になった洗剤より、何もしていない重曹の方が汚れをよく落とすことがある、ということは起こりえることとは思う。

と言うわけで、中性洗剤を目の敵にするのはどうかと思う。

重曹を使って何かをやる場合、衣服が傷んでも自己責任だということは認識しておく必要がある。

ところで

非常にまずいことになりました。

ここまでお付き合いくださった方はもう、お気付きでしょう。

既に危険な長さになりました。

ということで、方針転換します。

書籍からの引用部分をばっさりカットします。

お掃除の具体例を心待ちにしていた方々には別枠で再度挑戦させて頂きますので、暫くお待ちいただきますようお願い申し上げます。

④図表をまとめる

重曹の「曹」
1,重曹の「曹」は「曹達」の略。
2,曹達とはソーダの当て字。そのまま「ソーダ」と読む。
3,ソーダはナトリウムのこと。
4,ナトリウムという元素(Na)は、ドイツ語ではNatrium(ナトリウム)。日本にはドイツから入ってきたので、ナトリウムと呼ぶ。
5,一方、ナトリウムは、英語ではSodium(ソディウム)という。今では世界的に英語が使われるので、Sodium (Na) みたいな表記がされる。
6,明治/大正時代にも工業の世界では、アメリカからの輸入言葉“ソーダ“もよく使われた。当時は「曹達」と字を当てた。
7,というわけで、歴史のある会社では今でも「曹達」を使う。「日本曹達」「鶴見曹達」など。
8,今は「ソーダ」といえば炭酸水だが、これは元々炭酸ナトリウムなどを水に溶かしてレモン水を加えたものだったから。
重曹の「重」
重曹の「重」は、ズバリ重炭酸イオンの「重」。
1,「炭酸イオン」は”CO32-“のことで、電子を二つ余分に持っている。
2,これにH+がくっついたもの”HCO3–“は、少し重いので「重」炭酸イオンと呼ぶ(のだと思います。これについては語源が見つかりませんでした)。ちなみに重炭酸イオンは、英語ではbicarbonate ionだが、bi-の意味は第二~くらいの意味らしい。この意味でのbi-として、重硫酸イオンはbisulfateなどがある。
3,重炭酸イオン、bicarbonateとも古い呼び名で、現代では、日本語では炭酸水素イオン、英語ではhydrogen carbonate ionと呼ばれる。
中学理科における炭酸水素ナトリウムの熱分解
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

ちなみに「天ぷら粉だと苦くなる」というのは、

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2

の反応で出た、炭酸ナトリウムが原因です。

脂肪酸のミセル化

その他
家庭でも、重曹を空炒りして
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
の反応により炭酸ナトリウムを作る
重曹は大学の実験室にも25kgの袋入りの状態でストックされています。
大学では主に酸の中和用として使われます。ここでも
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
の反応が生きています。
塩酸を中和すると
NaHCO3 + HCl→ NaCl + H2O + CO2
プロピオン酸に重曹水を吹きかけると、
CH3CH2COOH + NaHCO3 → CH3CH2COONa + H2O + CO2

⑤まとめと感想

式や記号に対する苦手意識から化学は敬遠していましたが、市販されている商品にも中学、高校の科学が応用されているという事実に納得しました。

これを機に科学に目覚めるということにはなりませんが、手ごろな価格で日常生活に役立つ洗剤や消臭剤が手に入るということに「有難い」という気持ちが生まれました。

重曹もこれまでより多用したい意識も生まれました。

興味も深まった為、次回、書籍編も行いたいと決意を固めました。

それと、面倒くさがらず手荒れに気をつけて手袋もするようにしたいと思います。

教室の詳しい内容はこちらです
さくらぷりんと
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