「因為手工皂是用強鹼製成,所以皂水一定是鹼性嗎?」
坊間有種說法,因為手工皂用強鹼製成,所以皂水必定是鹼性。其實這兩句句子都正確,但它們並不是單純直接的因果關係。
手工皂是透過皂化反應(Saponification - 手工皂製成的過程:什麼是皂化反應?)而成的產物,而原材料的確為三酸甘油脂(Triglyceride,存在於各種油脂內)及強鹼(Strong Alkali,一般選用 氫氧化鈉 NaOH 或 氫氧化鉀 KOH)。
但這並不代表所有用強鹼為原料的化學反應,其產物都是鹼性。如果你有修讀過化學科,知識還未通通還給老師的話,還記得將強酸(HCl)及強鹼(NaOH)混合,可以得出食用鹽(NaCl)嗎?食用鹽溶液的pH≈7,所以不能說「因為手工皂用強鹼製成,所以皂水必然是鹼性。」呢。
但皂水的確是鹼性,那是為什麼呢?以下牽涉一點基本化學知識,之後會伴有生動的比喻說明喔~若還是覺得太難理解就只記住皂鹽(即存在於手工皂內具清潔功能的份子 - 為什麼手工皂具清潔功能?)的化學結構令手工皂溶解後得出的皂鹽溶液會呈鹼性狀態就好了。
手工皂的基本成份為皂鹽(Salt,通常為RCOONa/ RCOOK 脂肪酸鈉/鉀)及甘油(Glycerol - 為什麼手工皂比市面肥皂對皮膚更好?)。當手工皂遇水溶解,皂鹽會在水中發生電離作用(Ionization),即脂肪酸鈉分離產生 脂肪酸陰離子(RCOO-)及 鈉陽離子(Na+)。
以下是化學專業用詞,看不明白可以直接往下看比喻。
因為 脂肪酸陰離子(RCOO-)是由弱酸(Weak Acid)產生的陰離子,所以是強的共軛鹼(Strong Conjugate Base),較難處於游離子狀態,即是它會很想獲取質子(proton)。同時,部分水分子(H2O)會因自電離作用(Autoionization)而產生游離的 氫正離子(H+,即質子)及 氫氧負離子(OH-)。
於是部份在水中游離的 脂肪酸陰離子(RCOO-)會與 氫正離子(H+)發生水解作用,產生脂肪酸(RCOOH),因為游離在溶液中的 氫正離子(H+)減少,而溶液中存在較多游離氫氧負離子(OH-),所以溶液會呈弱鹼性。(因鈉正離子容易處於游離狀態,所以不會與OH-結合)
皂水呈弱鹼性,是因為原料脂肪酸中的 脂肪酸陰離子(RCOO-)不想處於游離狀態,而與部分水離子結合,才令游離的 氫氧負離子(OH-)多了出來,導致皂水呈鹼性。
我們可以用個簡單的比喻,假設皂鹽(RCOONa)的脂肪酸陰離子(RCOO-)及鈉陽離子(Na+)是一對夫婦,一遇到水,愛自由的鈉陽離子就自由自在地游走了,但脂肪酸陰離子(RCOO-)很需要安全感,鈉陽離子走了她要再找人結合才覺得穩定,於是她就搶了水中游離的氫正離子(H+)在一起。這時候本來跟氫正離子在一起的可憐的氫氧負離子(OH-)就多了出來。當溶液中的氫氧負離子(OH-)比氫正離子(H+)多時,就會呈現出鹼性狀態了~
總括而言,由於皂鹽是弱酸與強鹼的結合,所以皂鹽溶液才呈現出鹼性特質,而不能單純憑用了強鹼做皂就得出皂水是鹼性的結論喔。