石けんは、油脂と水酸化ナトリウムから作られます。
身近にある油脂というと、ラード、バター、サラダ油、オリーブオイルなどたくさんあり、ほとんどは食べ物です。これらの食用の油脂も石けんの材料になります。
料理中にうっかりとサラダ油が服や手に付けてしまうと、ベタベタして、水で洗っただけでは落ちない厄介なものと感じると思いますが、そんなベタベタした厄介なものが、油汚れを落とす事のできる石けんになるというのは、矛盾しているようで不思議です。
その矛盾に思えることを矛盾ではなくしているのが、化学です。
石けんの材料は、油脂と水酸化ナトリウム。
ベタベタの油脂と、強アルカリで劇薬物の水酸化ナトリウムの化学反応によりできた物が、油汚れも落とすことができる石けんです。
この仕組みを理解する為には、まず、油脂を化学の目で見る事から始まります。
油脂には、ラードや牛脂のような固形のもの、オリーブオイルやサラダ油のような液体のものがありますが、どの油脂も化学の目で見ると、ある同じ特徴を持っています。
油脂を構造式で現すと、図1のようになっています。
図1でもわかるように、右側の1個のグリセリンと、左側の3個の脂肪酸が結合したものが、油脂1個の分子です。
脂肪酸には、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸など、たくさんの種類があり、何個のCH2が結合しているかにより脂肪酸の種類が変わってきます。そして、どの脂肪酸が何％入っているかにより、油脂の種類が決まります。
油脂に水酸化ナトリウムを混ぜ撹拌を続けると、油脂中の脂肪酸と水酸化ナトリウム(NaOH)中のナトリウム原子(Na)と酸素原子(O)が結合して石けん生地に、また、脂肪酸中のグリセリンは、水酸化ナトリウムの水素原子(H)と結合してグリセリンとなります。(図2)
図2を化学反応式で表したものが、図3です。
図2:石けんができる時の反応のイメージ
図3:石けんができる時の化学反応式(鹸化反応)
図3の中の脂肪酸ナトリウムが石けんです。図3から石けん分子である脂肪酸ナトリウムだけを取り出したものが図4です。
図4:石けん分子(脂肪酸ナトリウム)
脂肪酸とナトリウムが結合しているので、「脂肪酸ナトリウム」と言います。
脂肪酸ナトリウムは、脂肪酸とナトリウムが結合していますが、脂肪酸にはステアリン酸、オレイン酸、リノール酸など、たくさんの種類があり、どの脂肪酸とナトリウムが結合しているか明確にするために、
水酸化ナトリウムの代わりに水酸化カリウム(KOH)を使ったものが、液体石けんであるカリ石けんです。
この場合、「カリ石けん」と呼ばれる以外に「脂肪酸カリウム」ともいい、どの脂肪酸と結合しているかを表すときには、