Waarom werkt zeep nauwelijks in hard water?

Dat zeep minder goed werkt in hard water is een van de grote nadelen van een hoge waterhardheid. De hardheid van water wordt met name bepaald door de hoeveelheid calcium- en magnesiumionen (Ca²⁺ en Mg²⁺) in het water. Deze deeltjes bepalen samen de hardheid van het water. Er is allereerst een hoeveelheid zeep nodig om de reactie aan te gaan met de calciumionen om de grijze suspensie (neerslag) te vormen. Pas daarna zal het ander vuil gaan verwijderen en tot slot (als het verder niets meer te doen heeft) zal het gaan doen wat je verwacht van zeep: schuimen.

Nu zijn zepen of detergenten zouten die meestal stearaationen en natrium of kaliumionen (Na⁺ of K<sup+) bevatten. Stearaationen zijn ionen met een groot aantal koolstofatomen, met de volgende formule: C₁₇H₃₅COO^-. Dit kun je zien als allemaal kleine bolletjes met stekelvormige uitstulpingen waarmee je ook de werking van zeep goed kunt uitleggen. Aan die stekels blijf het vuil namelijk plakken en daarom kun je met zeep of wasmiddel zo goed schoonmaken.

Deze stearaationen reageren echter ook heel goed met de calciumionen die aanwezig zijn in hard water en vormen dan vervolgens een lelijke grijze neerslag in het bad, wasmachine of de wastafel.

De reactie vindt plaats volgens onderstaande chemische reactievergelijking:

Ca²⁺ (aq) + 2 C₁₇H₃₅COO^- (aq) -> Ca(C₁₇H₃₅COO)² (s)

Dit is dus de reden dat zeep nauwelijks schuimt in hard water. Er is allereerst een hoeveelheid zeep nodig om de reactie aan te gaan met de calciumionen om de grijze suspensie (neerslag) te vormen. Pas daarna zal het ander vuil gaan verwijderen en tot slot (als het verder niets meer te doen heeft) zal het gaan doen wat je verwacht van zeep: schuimen.