石鹸手作り実験をしたことがある。
ラード、オリーブオイルなどの油脂、水、苛性ソーダを混ぜて石鹸を作る実験だ。オイルの種類にこだわるとケン化が変わったり、石鹸の使い心地が変わる。
https://www.jfish.jp/html/page1.html
石鹸は、化学では界面活性剤の一種だ。ナトリウムが非常に水に溶けやすい金属で、それと脂肪酸の酸素の部分とがイオン結合している。分子のナトリウム部分が水側に、油脂由来の部分は有機成分側に向いて界面をつなぐように自然に配置される。
https://kimika.net/rr4coroido.html
石鹸の泡が球状なことが多いので界面活性剤は水中で油成分を球状に囲んでいるようなイメージを長らくもっていた。が電気泳動の教科書を読むと、界面活性剤は球状の有機成分なら球状に囲むが、糸状や線状の有機成分ならばそれに応じて囲むと記述がある。
https://ruo.mbl.co.jp/bio/support/method/sds-page.html
これは意外だった。たしかに糸状や線状の有機分子は多い。その形に合わせて界面活性剤が取り囲むのは合理的だ。有機分子側と界面活性剤との間は、極性が小さいもの同士の結合だ。有機物の炭素とはあまり強く結合しない。有機分子の硫黄や窒素の部分には電子が少なくプラスにチャージしている。だからその部分に界面活性剤が結合するらしい。
https://www.live-science.com/bekkan/intro/shurui.html
その界面活性剤も通常の脂肪酸ナトリウムだけではなく、アミノ基と炭素鎖がつながったような界面活性剤も含まれる。アミノ基が極性が強い部分で水側に来る。
金属イオンはプラスにチャージしている。ナトリウムの部分を別の金属イオンで置き換えることができる。析出してしまうと石鹸カスと呼ばれる。銅の石鹸カスが有名だ。溶けにくいカスとして邪魔者扱いだ。
https://www.happy-bears.com/kajily/faq/2141/
この界面活性剤のように金属イオンと結合する有機分子はいくつかある。ゼラチンは身近で有用な食材だが、化学的な性質も有用だ。ゼラチンは窒素を含んでいるのでそこが金属イオンと結合する。
ゼラチンは有機分子で完全に精製してしまう前のゼラチンには、動物の組織由来のタンパク質の性質がある。先ほどの線状や糸状の有機物とは動物の組織由来のタンパク質が主な対象だ。いわゆる天然高分子だ。
https://www.nomuraplating.com/knowledge/%E9%8A%85%E3%82%81%E3%81%A3%E3%81%8D/
未精製のゼラチンが線状に凝集するなら、銅イオンとそのゼラチンを混ぜたら、線状の銅のコロイドになるはずだ。コロイドもまた粉末状、球状をイメージするが、中心に有機物、外側の水側に金属イオンが来る。だから内側の有機物の形状に合わせた形状をとるコロイド粒子があるはずだ。
銅めっき液で未精製のゼラチンを添加剤で使う場合がある。あえて精製しない状態を使う。理由ははっきりしない。保存がしやすいからかもしれない。それ以外にめっき液の中でのコロイドの形状を制御する目的が隠されているのかもしれない。コロイド形状を直接見なくてもめっきとしての性能が精製したゼラチンより、不思議と向上しているケースがある。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jiep1995/11/7/11_7_494/_pdf
めっきの添加剤の化学は、進んでいるのかもしれないが30年前の学生時代にはまだ素朴だった。企業のノウハウとして隠されているので化学的な議論がされていない。
https://note.com/irppy3/n/n4f4491af7d7c
銅めっきで未精製ゼラチンを過剰量添加すると、異常析出として線状の結晶が集まった形状の表面がみられる。これがコロイドの線状の形状と一致しているのではないだろうか。証拠はだせないが、銅イオンだけでは線状に成長する原動力がない。添加剤を過剰にするのだから添加剤の形状が作用したと考えるのが合理的だ。
https://club-z.zuken.co.jp/tech-column/20200130_js_011.html