结构生物化学/脂类/肥皂
肥皂是一种脂类形式，是各种天然存在的脂肪酸的钠盐的混合物。当向熔融肥皂中添加气泡时，肥皂的密度会降低，使其漂浮在水上。当脂肪酸盐包含钾而不是钠时，会产生更软的肥皂。肥皂是脂肪或油皂化或碱性水解反应的产物。目前使用碳酸钠或氢氧化钠来中和脂肪酸并将其转化为盐。
基本的碱性水解反应如下
- 脂肪 + NaOH → 脂肪酸钠盐 + 甘油
该反应分两步进行，净效应是酯键断裂。甘油首先转化回醇，然后由于存在碱性NaOH溶液，脂肪酸部分转化为盐。羧基中的氧现在带负电荷，吸引正钠离子。
当某些分子与水混合时，就会形成胶束。该分子是脂肪酸、磷脂或脂肪酸盐（肥皂）。该分子具有强极性头部和非极性烃尾部。当这种分子添加到水中时，非极性尾部会像球一样聚集在中心，因为它们的疏水尾部或“厌水”部分不溶于水。分子的极性头部在球体外部形成一个壳，并与水分子相互作用。
肥皂类型
不同肥皂的独特性质取决于分子中脂肪酸的类型和碳链的长度。牛脂或动物脂肪主要生成硬脂酸钠（18个碳）——一种非常硬、不溶的肥皂。碳链更长的脂肪酸甚至更不溶。事实上，硬脂酸锌用在滑石粉中，因为它具有防水性。
椰子油是月桂酸（12个碳）的来源，可以制成月桂酸钠。另一方面，这种肥皂非常容易溶解，即使在海水里也能轻易起泡。
只有10个或更少碳的脂肪酸不用于肥皂，因为它们会刺激皮肤并有令人不快的异味。
肥皂的清洁作用
肥皂的清洁作用取决于其两亲性质——极性和非极性结构，以及其溶解特性。长烃链是非极性和疏水性（被水排斥）；肥皂分子的“盐”端是离子型和亲水性（水溶性）。
单层膜：当肥皂与水混合时，肥皂分子的离子盐端被水分子吸引，因此溶解在水中。肥皂分子的非极性烃端被水分子排斥。一两滴肥皂在水中会在水面形成单层膜。肥皂分子“直立”在表面，因为极性羧酸盐端被极性水吸引。非极性烃尾部被水排斥，这使得它们看起来直立。
肥皂与油与水
由于其相反的极性，水本身无法渗透油脂或油。然而，当油脂或油（非极性烃）与肥皂水溶液混合时，肥皂分子充当极性水分子和非极性油分子之间的“桥梁”。肥皂分子是两亲性的，因此在分子两端同时具有非极性和极性性质。
油是纯烃，所以它是非极性的。肥皂的非极性烃尾部溶解在油中。这使得肥皂分子的极性羧酸根离子从油滴中伸出来，每个油滴的表面都带负电荷。因此，油滴相互排斥并悬浮在溶液中（这称为乳化），并被水流冲走。液滴的外部也涂有一层水分子。这与胶束类似，它使用相同的原理——胶束的中心将包含油。
硬水的效果
当肥皂在“硬”水中使用时，它会被“硬”水中存在的钙或镁离子沉淀为“浴缸圈”。随着添加“助剂”， “硬”水钙或镁离子的影响会减弱。最常见的“助剂”是三偏磷酸钠。磷酸盐与钙或镁离子反应，从而将它们保持在溶液中，但远离肥皂分子。然后肥皂分子可以在不受钙或镁离子干扰的情况下发挥作用。其他“助剂”包括碳酸钠、硼砂和硅酸钠，这些目前都存在于洗涤剂中。
洗发水
水是洗发水的主要成分，占其成分的 60% 到 70%。洗发水中的成分通常是可生物降解的。洗涤剂是洗发水中第二丰富的成分。洗涤剂是表面活性剂，会与表面发生反应以去除毛囊中的油脂和污垢颗粒。不溶部分与头发的油脂颗粒对齐，而水溶部分在外部对齐，形成胶束。常见的洗涤剂包括月桂酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺硫酸钠和月桂酰胺醚硫酸钠。月桂酰胺醚硫酸钠是一种流行的洗发水成分，因为它们具有生物降解性和能够产生“起泡”效果。硫酸盐由天然或合成线性 C12-C15 醇制成。然后添加增稠剂以增加粘度。常见的增稠剂包括氯化钠和甲基纤维素。洗发水会剥夺头发的皮脂，皮脂是保护毛干所需的。因此，洗发水还必须含有替代失去的皮脂的成分。硅酮、聚合物和季铵盐会覆盖头发并替代失去的皮脂。由于洗发水主要由水和有机化合物组成，因此添加了对羟基苯甲酸酯等防腐剂以防止细菌生长并保持新鲜度。
http://nzic.org.nz/ChemProcesses/detergents/11A.pdf http://www.madehow.com/Volume-3/Shampoo.html
Ophardt，查尔斯 E. 伊利诺伊州埃尔姆赫斯特学院，虚拟化学书。2003 http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/554soap.html