Uvod u površinski aktivne tvari

Aug 02, 2024

Ostavite poruku

Pojam surfaktant dolazi od engleske riječi 'surfactant'. To je zapravo sažeta riječ izraza 'površinski aktivna tvar'. Također ima naziv Tenzor. Svaka tvar koja može značajno smanjiti površinsku napetost tekućine dodavanjem male količine zajednički se naziva površinski aktivna tvar. Njihova površinska aktivnost je specifična za određenu tekućinu, obično se odnosi na vodu. Jedan kraj surfaktanta je nepolarni lanac ugljikovodika (alkilna skupina) s izrazito niskim afinitetom za vodu, često se naziva hidrofobna skupina; S druge strane, postoje polarne skupine (kao što su - OH, - COOH, - NH ₂, - SO3H, itd.) koje imaju veliki afinitet prema vodi, pa se stoga nazivaju hidrofilnim skupinama i zajedničkim imenom "amfifilne molekule". " (lipofilne hidrofilne molekule). Da bi se postigla stabilnost, surfaktanti se mogu otopiti u vodi na dva načina:

 

1. Formirajte jednoslojni sloj na površini tekućine.

Ostavite hidrofilne skupine u vodi i proširite hidrofobne skupine prema zraku kako biste smanjili odbojnost. Sila odbijanja između hidrofobnih skupina i molekula vode jednaka je guranju prema van na molekule površinske vode, kompenzirajući silu povlačenja prema unutra koju su molekule površinske vode izvorno primile, čak i ako se površinska napetost vode smanjuje. Ovo je osnovno načelo učinaka pjenjenja, emulgiranja i vlaženja površinski aktivnih tvari. U sustavima ulje-voda, molekule surfaktanta se adsorbiraju na granici između naftne i vodene faze, dok se polarne skupine umeću u vodu, a nepolarni dijelovi ulaze u ulje i orijentiraju se na granicu. To stvara napetost između faze ulje-voda, smanjujući međufaznu napetost između ulja i vode. Ovo svojstvo ima značajan utjecaj na široku primjenu surfaktanata.

 

2. Formirajte 'micele'.

Micele mogu biti sferične ili slojevite, a obje pokušavaju sakriti hidrofobne skupine unutar micela i izložiti hidrofilne skupine što je više moguće. Ako su polarne skupine predstavljene sferama, a hidrofobne nepolarne skupine predstavljene su stupcima, tada se mogu dobiti monoslojevi i micele. Ako u otopini postoje netopiva ulja (općeniti naziv za organske tekućine koje su netopljive u vodi), ona mogu ući u središte sferičnih micela i otopiti se u međusloju slojevitih micela. To se naziva učinak solubilizacije surfaktanata.

 

Surfaktanti mogu imati različite funkcije kao što su pranje, emulgiranje, pjenjenje, vlaženje, namakanje i disperzija, a količina korištenog surfaktanta je mala (obično nekoliko posto do nekoliko tisuća postotaka). Jednostavni su za rukovanje, nisu otrovni i ne korozivni, što ih čini idealnim kemijskim proizvodima. Stoga imaju važnu primjenu u proizvodnji i znanstvenim istraživanjima. Kada je koncentracija ista, nepolarne komponente u surfaktantu su veće i imaju jaču površinsku aktivnost. Među homolozima, oni s više ugljikovih atoma imaju veću površinsku aktivnost. Ali kada je ugljikov lanac predugačak, nema praktičnu vrijednost zbog svoje niske topivosti u vodi.