泡について

質問

界面活性剤水溶液はどうして泡立ちやすいのでしょうか？
また時間がたつと泡は消えるのはどうしてでしょうか？

中学生の親戚に聞かれ困っています。
昔習ったような気がするのですが、きちんと説明できません。どなたか、助けて頂けないでしょうか？

回答No.1

38endoh · ベストアンサー

> 界面活性剤水溶液はどうして泡立ちやすいのでしょうか？

中学生に分かるように，直感的なロジックで説明いたします。

　界面活性剤の分子は，親水部分と疎水部分が繋がっている（マッチ棒のモデル）
　→水に溶かした界面活性剤分子は，親水部分は安定だが疎水部分は不安定
　→不安定な部分をどうにかして安定化させたい

で，実際に起こる現象は以下の二つ。

　１．疎水部分を内側にして多数の分子が凝集する（ミセルの形成）
　２．分子が水面に集まり疎水部分を空気に露出させる（表面張力の減少）

このうち，１は界面活性剤が汚れを落とす原理になっています（疎水部分の中心に油分を取り込むため）。で，２が泡を作る原理に繋がります。２をさらに説明すると，

　多量の界面活性剤が水に溶けている
　→水面に界面活性剤分子が集まるが，分子数に対する水面の面積が小さすぎる
　→なるべく多くの水面（表面）を作ろうとする
　→泡の形成（泡はその外側にも内側にも表面を持つ）

ということです。

> また時間がたつと泡は消えるのはどうしてでしょうか？

泡の壁を形成している水が，重力によって下方に移動し，上方の泡の壁の厚さが減少して脆弱になるためです。

お礼

早速のご回答ありがとうございます。
本当に助かりました。
非常に分かりやすい説明です。
本当にありがとうございました

回答No.2

dojustice

水自体は表面張力の大きい物質です。
表面張力が大きいと言うことは、単体で塊になろうとする性質（凝集力）が強いということです。
蓮の葉やテーブルの上などに、水玉がコロンと載っていたりするのは、水の表面張力が強いという
性質のためです。

界面活性剤を水に加えると、下図のように水の表面に界面活性剤の粒子が並んで、水溶液全体の
表面張力を下げる働きをします。
http://www.dcts.co.jp/products/lecture/kiso_6.html

このマッチの軸のような構造をしている界面活性剤の頭の部分は水になじみやすいので「親水基」
と呼び、軸に当たる部分は水になじみ難く、また油になじみやすい性質を持っているので
「疎水基」、または「親油基」と呼ばれます。

水溶液中には、この親水基と疎水基が整然と配列され、表面張力が小さくなっているために、
ほとんど単分子の薄膜が出来上がるといわれています。

時間の経過とともに、重力によって水溶液は下降しますので、上面の膜厚はどんどん薄くなります。
膜厚が薄くなり、分子間結合力を支えきれなくなったとき、膜は破れます。

下記「2.シャボン玉の科学」も参考にしてください。
http://www.geocities.jp/inage3868/awa.htm

参考URL：

http://www.dcts.co.jp/products/lecture/kiso_6.html

お礼

ありがとうございます。
すぐに返事をくれた方がおられたので、
次点にしてしまいましたが、
本当にすばらしい回答です。
助かりました。こういうのことをわかりやすく
説明するのって難しいですよね