石鹸分子について３つの質問をします。

質問

この質問を工業高校の生徒にわかりやすく説明したいのですが、なかなか伝わりません。せっけん分子の３つの質問をどうやって説明していいか教えて下さい。
１．せっけん分子には２つの性質（疎水基と親水基）をもっていますが、疎水基は　電荷をもっていないため（無極性）油との溶解性が高いといわれています。親水　基は電荷をもっているため（極性）水と溶けやすいといわれます。それはなぜな　のか教えて下さい。
２.せっけん分子の大きさをわかりやすく教えて下さい。
３.汚れの大きさ１mm平方メートルあたり、どのくらいの量（何個くらいつくのか？）の石鹸分子がつくのか教えて下さい。
よろしくお願い致します。

回答No.1

rei00

【１】
　『疎水基は電荷をもっていないため（無極性）油との溶解性が高い』わけではありません。『親水基は電荷をもっているため（極性）水と溶けやすい』のが大元です。

　極性基間では正電荷（分極によるδ＋も含む）と負電荷（分極によるδ－も含む）の間のクーロン相互作用による引力が働き，引き付けあいます。そのため，電荷を持っている（極性が高い）親水基は極性の高い水に馴染みます（溶けます）。

　一方，電荷を持たない（極性が弱い）疎水基は極性基同士の結合の中に入り込む事ができず，結果として疎水基同士で集まることになります（その方が極性基同士の相互作用を邪魔しないから）。

　参考 URL１番目のサイト（独学のための有機化学）の「19.セッケン」にある説明も御覧下さい。

【２】
　「せっけん分子」と言っても，脂肪酸のサイズは１つに決っておらず（高級脂肪酸ではＣが１２～１８），ある程度幅があります。参考 URL２番目のサイト（高等学校＿化学＿テキスト）の「化学 Ib」の「第７章　有機機化合物の性質」の「7.7　エステルとセッケン」部分にＣ１８の脂肪酸が２０オングストロームと出ています。

【３】
　参考 URL１番目の記述にもある様に，水中で「せっけん分子」はミセルコロイドとして存在しています。このミセルコロイドの疎水基部分に「汚れ（油など）」が溶け込んでいきます。

　「汚れ（油など）」に「せっけん分子」が集まってきて取囲むわけではありませんので，この質問はあまり意味がないと思います。

　なお，参考 URL２番目のページの記述では，このミセルコロイド中には「せっけん分子」が５０～１２０分子存在するようです。

参考URL：

http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/y_ch.htm, http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/