洗衣粉与水的最佳效率比例是多少
首先从这个问题中分离出这么几个概念可能有助于理解问题1,洗衣粉中的表面活性剂进入水中之后其实并不是一个一个分子单独存在的,这些表面活性剂分子会团成一个一个的球状物,学术用语叫做胶束。对于表面活性剂有一个物理量叫做临界胶束浓度,也就是说在临界胶束浓度之下表面活性剂以分子形式溶解于水,在临界胶束浓度之上则会形成一个一个的胶束,而增加表面活性剂的浓度只会使得胶束的大小变大,胶束层数变多,而胶束的绝对数量则不会线性上升2,真正与污渍反应的是胶束而不是一个一个的分子,当胶束接近油污的时候,胶束中的表面活性剂会转移到衣物中的油污里去逐渐包裹油污,从而降低油污表面张力使其乳化于水中。所以分子碰撞这个说法在这里显然是不对的,当然胶束颗粒的多少对于表面活性剂转移的速度还是有影响的,但正如上面所说,胶束数量和表面活性剂浓度并不是呈简单的线性关系,况且还涉及到胶束的大小,结构等等多重因素的相互作用,因此我认为去污速度与表面活性剂的关系其实并不容易用现有的理论进行推导,最好的方法还是老老实实地做实验测不同浓度下的去污效果,再用理论进行拟合与解释。3,其实如果稍微简化下模型,我们也可以把洗衣服的过程简化地理解为一个表面反应,因为反应场所固定(污渍点),可以类比于气体表面反应中的催化位点。那么就借鉴Langmuir吸附模型,在低表面活性剂浓度的时候,胶束的数量还不能完全达到污渍乳化所需求的量时,这时表面活性剂的转移为决速步骤,反应整体速度取决于胶束数量浓度,此时去污速度与胶束数量浓度可能呈现近似一次关系。随着胶束数量上升达到饱和,油污已经完全被胶束所覆盖,那么决速步骤就是油污的乳化分解过程,我们暂时认为这种速度是0次的也就固定速度,与胶束浓度无关。所以直接把吸附模型结论搬过来,去污速度与浓度的图"可能"就长下面这个样子的 【洗衣粉与水的最佳效率比例是多少】 
(另外这幅图中这几条线代表了在气体吸附模型中不同温度对气体吸附速率的影响,在这里我认为这种影响对于洗衣服的过程也是同样成立的,事实上用热水洗衣服确实效率比冷水高,正如用热水洗盘子上的油污比冷水容易一样,原理也同吸附模型中的原理类似,就不在多做阐述)4、我们日常用到的洗衣粉中主要的成分十二烷基苯磺酸钠,其胶束浓度理论值为0.0016mol*L-1,大约是0.5g/L的水平,加上洗衣粉中加入了大量的硫酸钠,降低了临界胶束浓度,调节了胶束形态,在考虑到我们平时洗衣服时一大勺下去就是4、50g。我认为这个浓度下早已经超过了理论的线性范围进入了0次范围。5、另外补一点,其实洗衣粉里面去污不仅靠表面活性剂,有一部分污渍还靠酶来分解。酶的分解是一个一次反应,按理来说应该增加酶的量能够提高分解污渍的速度,但酶分解本身的时间就很长,增加酶的量能直观表现出来的变快其实并不明显。但又怎么样来评价这部分的速度呢?那不是还要讨论你的衣服上有多少蛋白质污渍多少油渍?所以基于以上几点我可以(不负责任地)简单下结论日常使用浓度下,增加或减少洗衣粉的用量对于去污的速度基本没有太大的影响。(哈?你这是在开玩喜吧)不过事实还真应该就是这么回事,我们洗衣粉之所以要用那么多的量,其实是为了保证胶束能够覆盖所有的污渍,能够保证这么多衣服上的脏东西都能洗掉,而和去污速度还真没多大关系,酶也是一样。我觉得在洗衣粉开发的过程中每款产品的去污能力就已经做过详细的评测了,每个洗衣粉的含量,组分比例,使用量和去污效果之间都已经得出了比较可靠的关系,基于这个关系再标注的洗衣服推荐使用的洗衣粉量,这绝对不是没有道理的。
■网友的回复
题目可以理解成用多大浓度的表面活性剂来洗衣服比较合适。1、从理论上说,活性剂浓度越高,分子碰撞几率越大,效果肯定越好。2、从反应动力学角度来解释,一般分解反应才是线性的,两种反应物大多是二级反应,即反应速率跟两种反应物浓度的乘积成正比。活性剂用量不仅仅是个洗衣速率问题,还要考虑金钱成本,时间成本(比如洗衣服用太多,漂洗脱水次数也要增加)。
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