洗衣粉與水的最佳效率比例是多少？

01-14

如題，洗衣粉是幫助各種有機物在水中溶解的，洗衣粉的在水中的濃度對於有機物溶解的幫助程度應該是不一樣而且非線性的吧？因此想問問有沒有人研究過怎樣的比例效率最高。
謝謝

==========根據「廈大屌絲博士」建議追加題干解釋================

題目可以理解成用多大濃度的表面活性劑來洗衣服比較合適。
1、從理論上說，活性劑濃度越高，分子碰撞幾率越大，效果肯定越好。
2、從反應動力學角度來解釋，一般分解反應才是線性的，兩種反應物大多是二級反應，即反應速率跟兩種反應物濃度的乘積成正比。
活性劑用量不僅僅是個洗衣速率問題，還要考慮金錢成本，時間成本（比如洗衣服用太多，漂洗脫水次數也要增加）。

題目可以理解成用多大濃度的表面活性劑來洗衣服比較合適。

1、從理論上說，活性劑濃度越高，分子碰撞幾率越大，效果肯定越好。

2、從反應動力學角度來解釋，一般分解反應才是線性的，兩種反應物大多是二級反應，即反應速率跟兩種反應物濃度的乘積成正比。

活性劑用量不僅僅是個洗衣速率問題，還要考慮金錢成本，時間成本（比如洗衣服用太多，漂洗脫水次數也要增加）。

首先從這個問題中分離出這麼幾個概念可能有助於理解問題

1，洗衣粉中的表面活性劑進入水中之後其實並不是一個一個分子單獨存在的，這些表面活性劑分子會團成一個一個的球狀物，學術用語叫做膠束。對於表面活性劑有一個物理量叫做臨界膠束濃度，也就是說在臨界膠束濃度之下表面活性劑以分子形式溶解於水，在臨界膠束濃度之上則會形成一個一個的膠束，而增加表面活性劑的濃度只會使得膠束的大小變大，膠束層數變多，而膠束的絕對數量則不會線性上升

2，真正與污漬反應的是膠束而不是一個一個的分子，當膠束接近油污的時候，膠束中的表面活性劑會轉移到衣物中的油污里去逐漸包裹油污，從而降低油污表面張力使其乳化於水中。

所以分子碰撞這個說法在這裡顯然是不對的，當然膠束顆粒的多少對於表面活性劑轉移的速度還是有影響的，但正如上面所說，膠束數量和表面活性劑濃度並不是呈簡單的線性關係，況且還涉及到膠束的大小，結構等等多重因素的相互作用，因此我認為去污速度與表面活性劑的關係其實並不容易用現有的理論進行推導，最好的方法還是老老實實地做實驗測不同濃度下的去污效果，再用理論進行擬合與解釋。

3，其實如果稍微簡化下模型，我們也可以把洗衣服的過程簡化地理解為一個表面反應，因為反應場所固定（污漬點），可以類比於氣體表面反應中的催化位點。那麼就借鑒Langmuir吸附模型，在低表面活性劑濃度的時候，膠束的數量還不能完全達到污漬乳化所需求的量時，這時表面活性劑的轉移為決速步驟，反應整體速度取決於膠束數量濃度，此時去污速度與膠束數量濃度可能呈現近似一次關係。隨著膠束數量上升達到飽和，油污已經完全被膠束所覆蓋，那麼決速步驟就是油污的乳化分解過程，我們暫時認為這種速度是0次的也就固定速度，與膠束濃度無關。所以直接把吸附模型結論搬過來，去污速度與濃度的圖"可能"就長下面這個樣子的

（另外這幅圖中這幾條線代表了在氣體吸附模型中不同溫度對氣體吸附速率的影響，在這裡我認為這種影響對於洗衣服的過程也是同樣成立的，事實上用熱水洗衣服確實效率比冷水高，正如用熱水洗盤子上的油污比冷水容易一樣，原理也同吸附模型中的原理類似，就不在多做闡述）

4、我們日常用到的洗衣粉中主要的成分十二烷基苯磺酸鈉，其膠束濃度理論值為0.0016mol*L-1，大約是0.5g/L的水平，加上洗衣粉中加入了大量的硫酸鈉，降低了臨界膠束濃度，調節了膠束形態，在考慮到我們平時洗衣服時一大勺下去就是4、50g。我認為這個濃度下早已經超過了理論的線性範圍進入了0次範圍。

5、另外補一點，其實洗衣粉裡面去污不僅靠表面活性劑，有一部分污漬還靠酶來分解。酶的分解是一個一次反應，按理來說應該增加酶的量能夠提高分解污漬的速度，但酶分解本身的時間就很長，增加酶的量能直觀表現出來的變快其實並不明顯。但又怎麼樣來評價這部分的速度呢？那不是還要討論你的衣服上有多少蛋白質污漬多少油漬？

所以基於以上幾點我可以（不負責任地）簡單下結論

日常使用濃度下，增加或減少洗衣粉的用量對於去污的速度基本沒有太大的影響。

（哈？你這是在開玩喜吧）

不過事實還真應該就是這麼回事，我們洗衣粉之所以要用那麼多的量，其實是為了保證膠束能夠覆蓋所有的污漬，能夠保證這麼多衣服上的髒東西都能洗掉，而和去污速度還真沒多大關係，酶也是一樣。我覺得在洗衣粉開發的過程中每款產品的去污能力就已經做過詳細的評測了，每個洗衣粉的含量，組分比例，使用量和去污效果之間都已經得出了比較可靠的關係，基於這個關係再標註的洗衣服推薦使用的洗衣粉量，這絕對不是沒有道理的。