Uvod u surfaktante

Aug 02, 2024

Ostavi poruku

Termin surfaktant dolazi od engleske riječi 'surfactant'. To je zapravo sažeta riječ fraze 'površinski aktivni agens'. Takođe ima ime koje se zove Tensor. Svaka tvar koja može značajno smanjiti površinsku napetost tekućine dodavanjem male količine zajednički se naziva surfaktant. Njihova površinska aktivnost je specifična za određenu tečnost, obično se odnosi na vodu. Jedan kraj surfaktanta je nepolarni ugljikovodični lanac (alkil grupa) s ekstremno niskim afinitetom prema vodi, koji se često naziva hidrofobna grupa; S druge strane, postoje polarne grupe (kao što su - OH, - COOH, - NH ₂, - SO3H, itd.) koje imaju visok afinitet prema vodi, pa se stoga nazivaju hidrofilne grupe i zajednički nazivaju "amfifilne molekule “ (lipofilne hidrofilne molekule). Da bi se postigla stabilnost, površinski aktivne tvari se mogu otopiti u vodi na dva načina:

 

1. Formirajte monosloj na površini tečnosti.

Ostavite hidrofilne grupe u vodi i produžite hidrofobne grupe prema vazduhu kako biste smanjili odbojnost. Sila odbijanja između hidrofobnih grupa i molekula vode je ekvivalentna vršenju pritiska prema van na molekule površinske vode, nadoknađujući unutrašnju silu vučenja koju su molekule površinske vode prvobitno primile, pa čak i ako se površinska napetost vode smanji. Ovo je osnovni princip efekata pjene, emulgiranja i vlaženja tenzida. U sistemima ulje-voda, molekuli surfaktanta se adsorbiraju na granici između faze ulja i vode, dok se polarne grupe ubacuju u vodu, a nepolarni dijelovi ulaze u ulje i orijentiraju se na međufazu. Ovo 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 sferne ili slojevite, a obje pokušavaju sakriti hidrofobne grupe unutar micela i izložiti hidrofilne grupe što je više moguće. Ako su polarne grupe predstavljene sferama, a hidrofobne nepolarne grupe predstavljene kolonama, tada se mogu dobiti monoslojevi i micele. Ako u otopini postoje nerastvorljiva ulja (opći naziv za organske tekućine koje su nerastvorljive u vodi), ona mogu ući u centar sfernih micela i rastvoriti se u međusloju slojevitih micela. To se zove efekat 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 hiljada posto). Jednostavni su za rukovanje, netoksični su i nisu korozivni, što ih čini idealnim hemijskim proizvodima. Stoga imaju važnu primjenu u proizvodnji i naučnim istraživanjima. Kada je koncentracija ista, nepolarne komponente u surfaktantu su veće i imaju jaču površinsku aktivnost. Među homolozima, oni s više atoma ugljika imaju veću površinsku aktivnost. Ali kada je ugljični lanac predugačak, on nema praktičnu vrijednost zbog svoje niske rastvorljivosti u vodi.