洗涤剂的配制与表征
一、实验背景
洗涤剂在工业生产和人们的日常生活中应用非常广泛，其主要组成成分表面活性剂则是物理化学课程学习中一个非常重要的概念。

由于洗涤剂和表面活性剂在生产生活中具有重要的作用，作为知识性和生活常识性的物质，同学们需要了解和熟悉它们，同时，由于围绕洗涤剂的配制和表征这一实验课题，同学们也可以很好地应用到物理化学课程里学到的很多概念和技术，因此，围绕表面活性剂和洗涤剂开设综合与设计性实验，无论从专业学习还是培养同学们的学习都有其价值。

二、实验原理
配制洗涤剂的时候，既要保证实验产品的性能，也应考虑生产成本及制备工艺。

洗涤剂的成本则主要由原料的价格决定，性能则由配方所使用的原料的性质及不同组分之间的配合。

除了价格因素外，配方原料的选择需综合考虑以下四点：
①从洗涤的角度看，配制的洗涤剂要具有洗涤、润湿、增溶、气泡和消泡、乳化等作用，以满足去除污垢的作用；
②为使所配制的洗涤剂发挥作用，需要添加一些具有特定性质的组分，来调节洗涤剂的酸碱度以及来自于杂质元素的影响；
③为使所配制的洗涤剂具有好的应用性能，有时需要通过在洗涤剂中加入特别组分，如使其具有漂白、消毒等作用；
④从环保的角度出发，还要求使所使用的药品具有较好的生物易降解性能。

洗涤剂的主要成分是表面活性剂。

表面活性剂具有两亲结构，在清除固体表面粘附污物的洗涤过程中，可通过一个物理、化学过程，明显降低体系的表面张力，并发生润湿、乳化、分散、起泡、增溶等一系列作用，最终在其他组分和外界机械搅拌因素的协同作用下，使唔够得到清除，根据所具有的功能基团的差异，表面活性剂可分为阴离子型表面活性剂和阳离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、两亲表面活性剂及特种表面活性剂等。

其中，阴离子表面活性剂在价格、洗涤效果、生物降解性等方面有明显优势，使用广泛，是现在使用的绝大部分洗涤剂的主要成分。

洗发香波配方（50g）的配方如下：
椰子油酸
3g 椰油酸乙二酸酰胺 2.5g 柠檬酸
0.5g 香精、色素 适量 脂肪酸聚氧乙烯醚
9g NaOH 适量 蒸馏水 35g
三、实验仪器和试剂
1.实验仪器
SBDY 型数显白度仪、量筒、烧杯、托盘天平
2.实验药品
椰子油酸、柠檬酸、脂肪酸聚氧乙烯醚、蒸馏水、乙二醇酰胺、氢氧化钠、香精
四、实验步骤
1.洗涤剂的配制
根据实验原理中洗发香波的配方，依次用称取椰子油酸3g 、柠檬酸0.5g 、脂肪酸聚氧乙烯醚9g 、乙二醇酰胺2.5g 、氢氧化钠少量、香精适量、蒸馏水35ml 然后用玻璃棒搅拌均匀，有大量泡沫产生。

2.洗涤剂效果的测试（利用白度计测定所配制洗涤剂的洗涤效果）
接通电源打开在仪器后面的电源开关，预热，黑筒放在测量空上用仪器调零电位器调零，待仪器零位稳定后，取下黑筒，放上标准白度板用仪器校标电位器调整标准白度值（理论：85.1，实测是78.8）。

仪器校准后取下标准白度板 ，取一小块干净的白布，进行测量其白度值为52.9；
取下小白布弄脏，再进行测量其白度值，侧得为37.2；
再取下抹脏后的小布块，用本实验配制好的洗涤剂进行浸泡洗涤，洗涤干净后，烘干小布块，再进行测量白度值，得50.5。

五、实验数据的记录和处理 实验 白板
原白布 污布 污布洗涤后 白度值
实测值 78.8
52.9 37.2 50.5 校正值
85.1 59.2 43.5 56.8
计算去污效率：43.5
-59.243.5-56.8%1000=⨯--=s s w R R R R DE ×100%=84.7% R 0为原白布的反射率（白度）；Rs 为污布的反射率；Rw 为污布洗涤后的反射率。

六、实验讨论
本实验去污效率为84.7%，去污效率一般，原因分析如下：①本实验在实验操作上，用洗涤剂清洗白布后，并没有将抹布完全烘干，而是洗涤后直接测量白度。

这样子水分中含有的杂质附在抹布上，对实际效果有偏差；②实验中没有控制好其他变量。

例如应该测底抹布同一个范围，测量同一侧面的白度才能保证实验的准确性。

本实验中的洗发香波液体洗涤剂，制造过程比较简便只需将表面活性剂、助剂和其他添加剂，以及经过处理的水，进行混合，即得产品。

又因为是液体，配方中的组分必须良好相容，才能保证产品的稳定，使之在一定温度、一定时间内无结晶、无沉淀、不分层、不混浊、不改变气味、不影响使用效果。

洗涤剂的存在，减弱了污垢与物体表面的黏附作用，与表面活性剂结合的污垢与小布块的表面脱离开来，悬浮于水中，经冲洗后便可以除去。

洗涤剂的配方主要有八种成分，不同的组分的功效有所不同，多种药品混合在一起起到了较好的协同作用。

椰油酸乙二酸酰胺有优良的溶解性和配伍性、发泡性和显著的增稠性，低刺激性，搭配使用能显著提高洗涤类产品的柔软，具有良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性。

椰子油酸是合成各种表面活性剂的中间体。

柠檬酸用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮；提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂。

脂肪酸聚氧乙烯醚作为非离子表面活性剂，最大特点是化学稳定性好在热稀碱、酸及氧化剂中均稳定。

在低于它浊点的温度下有良好的洗涤去污能力，所以甩它配制的洗涤剂能满足低温低泡耐硬水的要求。

氢氧化钠作为洗涤助剂，调节pH 在在碱性范围内，提高去污能力。

去离子水作为溶剂，能使各组分混合均匀。

香精增加洗涤剂的香味，遮盖污垢等散发出的异味。

洗发香波配方设计时，应选择一些留香性较好的香料。

在配制洗涤剂的过程中，可以根据药品的性能特点，使用具有同样功效的药品进行替换，也可以达到同样的洗涤效果。

七、参考文献
[1]何广平等编.物理化学实验.北京:化学工业出版社,2001.
[3]傅献彩等.编物理化学(第五版).高等教育出版社,2008.。