मुलायम और कठोर जल में साबुन के नमूने की तुलनात्मक सफाई क्षमता का अध्ययन करना।
साधारण जल कपड़े या त्वचा से गंदगी नहीं हटाता है क्योंकि मौजूद गंदगी प्रकृति में तैलिय या चिकनाहट होती है। साबुन आमतौर पर सबसे ज्यानदा इस्तेमाल किए जाने वाले सफाई एजेंट होते हैं और गंदगी निकालने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। रासायनिक रूप से,ये स्टीयरिक एसिड, पामिटिक एसिड या ओलिक एसिड जैसे उच्च फैटी एसिड के पानी में घुलनशील सोडियम या पोटेशियम लवण होते हैं।
साबुन के अणु को आम तौर पर RCNa के रूप में दर्शाया जाता है। घोल में, यह RC- और Na+ बनाने के लिए आयनित होता है।साबुन के हर एक अणु का ध्रुवीय शीर्ष समूह (कार्बोक्सिलेट आयन, C- समूह) और लंबी गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन पूँछ (लंबी श्रृंखला वाले फैटी एसिड से आर समूह) होती है। ध्रुवीय शीर्ष पानी के ध्रुवीय अणु को आकर्षित करता है और इसे हाइड्रोफिलिक सिरा कहा जाता है और गैर-ध्रुवीय पूंछ पानी में अघुलनशील तेल या चिकनाहट वाले गंदगी के कणों को आकर्षित करती है।
जब गंदा कपड़ा साबुन के घोल में रखा जाता है तो, साबुन के अणुओं की लंबी गैर ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन पूंछ तैलिय गंदगी के कणों की ओर संकेत करता है और ध्रुवीय शीर्ष पानी की ओर संकेत करता हैं। यह सतह पर अणु के ध्रुवीय भागों के साथ और केंद्र में गैर-ध्रुवीय भागों के साथ गोलाकार संरचना का निर्माण करता है और पर । इस गोलाकार संरचना को मिसेल कहा जाता है। यह मिसेल पानी की ओर आकर्षित होता है और तैलिय गंदगी के कणों को अपने साथ बहा ले जाता है। इससे गंदगी के कण कपड़े के तंतुओं से अलग हो जाते हैं। इस तरीके से, कपड़े गंदगी या धूल से मुक्त हो जाते हैं।
एक दूसरा महत्वपूर्ण सफाई एजेंट सिंथेटिक डिटर्जेंट हैं। ये लंबी श्रृंखला वाले सल्फोलनिक एसिड के सोडियम लवण होते हैं और आम तौर पर RS3Na के रूप में दर्शाए जाते हैं। साबुन और डिटर्जेंट की सफाई क्रिया समान होती है।
मुलायम जल: साबुन के साथ अच्छा झाग पैदा करने वाले पानी को मुलायम जल कहा जाता है। मुलायम जल में साबुन से धोना आसान होता है।
कठोर जल: साबुन के साथ अच्छा झाग न पैदा करने वाले पानी को कठोर जल कहा जाता है।
हालांकि साबुन एक अच्छा सफाई एजेंट होता है लेकिन जब कठोर जल इसका में इस्तेऔमाल किया जाता है, इसकी सफाई की क्षमता कम हो जाती है। पानी की कठोरता Ca2+ या Mg2+ आयनों के सल्फेुट, क्लोराइड या बाईकारबोनिट लवणों की उपस्थिति के कारण होती है। साबुन लंबी श्रृंखला वाले फैटी एसिड के सोडियम या पोटेशियम लवण होते हैं। जब कठोर जल में साबुन मिलाया जाता है तो, कठोर जल में मौजूद Ca2+ या Mg2+ आयन साबुन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। साबुन में मौजूद सोडियम लवण अपने अनुरूप कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण में बदल जाते हैं और मैल के रूप में जमा (प्रेसीपिटेटेड) हो जाते हैं। अघुलनशील मैल कपड़े पर चिपक जाती है और इसलिए साबुन की सफाई क्षमता कम हो जाती है।
साबुन की सफाई क्रिया मुलायम जल में बहुत प्रभावी होती है क्योंकि इसमें नगण्य कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन होते हैं।
कठोर जल के मामले में सिंथेटिक डिटर्जेंट का इस्तेटमाल किया जाता है क्योंकि डिटर्जेंट के कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण पानी में घुलनशील होते हैं। डिटर्जेंट साबुन से ज्या दा घुलनशील होते हैं और इसलिए साबुन से ज्यादा झाग बनाते हैं।