FELÜLETEK
FELÜLETEK
1) Definíció - alkotmány:
A felületaktív anyagok (más néven felületaktív anyagok, az angol kifejezés felületaktív anyagok) vízben oldódó anyagok, amelyek koncentrálódásuk, a víz és a vízben rosszul oldódó egyéb anyagok, különösen a zsíros anyagok közötti határfelületeken összegyűlnek.
Ezek a molekulák legalább két különböző affinitású részt mutatnak, az egyik hidrofil (a víz iránti affinitás), a másik a lipofil (a zsírok iránti affinitás); az ilyen anyagokat amfifilnek mondják (a görög nyelvről) előadóterem, „Mindkét oldalon” és filozófia, "barát").
A hidrofil rész a molekula általában ionos vége; lehet:
- anionos:
ez a karboxilát-ionok esetében a -COO -, de az R (vagy Ar) -S03 szulfonátionok esetében is érvényes - .
ez a helyzet a protonált aminokkal,
vagy kvaterner ammóniumok
betapinok, foszfolipidek (például lecitinek): bázikus közegben ezek a molekulák anionként viselkednek, savas közegben pedig kationként.
Néha a hidrofil rész nem ionos
de ezután olyan poláros csoportokkal rendelkezik, amelyek képesek hidrogénkötéseket létrehozni vízzel (például alkohol vagy éter-oxid funkciós csoportok): R-O- (CH2CH2O) n-H.
A lipofil rész általában meglehetősen hosszú szénláncból áll, amelynek lineárisnak (elágazás nélküli) kell lennie ahhoz, hogy biológiailag lebontható legyen.
2) Hatásmód:
A víz-zsír határfelületeken a felületaktív anyagok koncentrálódnak, lipofil részüket a zsíranyagba, hidrofil részüket pedig vízbe merítik. Az így képződött felületaktív molekulák ezen aggregátumait micelláknak nevezzük.
Mosószerként való használatuk a következőképpen magyarázható:
A felületaktív anyaggal körülvett zsírgömbök dörzsöléssel (kézi vagy gépi mosással) felszakadnak, és kisebb gömböcskéket kapnak, amelyeket azonnal felületaktív anyag vesz körül, és ezt többször, amíg le nem jönnek a szövetről és összeérnek. az emulzió formája, amely az ürítés során megszűnik. Ezt a folyamatot megkönnyíti az a tény, hogy a felületaktív anyag a víz-levegő határfelületen, annak hidrofil részén is a vízben helyezkedik el, és ezáltal csökkenti a víz felületi feszültségét (a szappanhab képződését) elősegítve a nedvesítő szövetet.
A felületaktív anyagoknak jellegüktől és koncentrációjuktól függően több szerepük lehet:
- a mosószeré: eltávolítják a foltokat, különösen a zsírt.
- a nedvesítés: a szilárd anyag felületére helyezett víz hajlamos cseppeket képezni. A felületi feszültség csökkentésével egy nedvesítőszer lehetővé teszi ennek a víznek az elterjedését, ezáltal növelve a szilárd anyaggal való érintkezési felületét.
- emulgeálószer: az emulgeálószer nagyon finom cseppek formájában diszpergál egy folyadékot egy másik folyadékba, amelyben nem oldódik.
Minden felületaktív anyaghoz 1 és 20 közötti számot rendelünk, amelyek együtt alkotják a Griffin-skálát. Ezt a számot HLB indexnek (Hydrophil /Lipofil Az 1. index az olajsav, a 20. a kálium-oleát.
Ez a skála lehetővé teszi az amfifil meglehetősen lipofil vagy éppen ellenkezőleg inkább hidrofil jellegének felmérését és annak megismerését, hogy melyik alkalmazásra a legalkalmasabb. HLB index kevesebb, mint 9 azt fogja mondani az amfifilről, hogy az lipofil (ezt követően habzásgátlóként használják (ha HLB
A szilíciumorganikus csoportokat néha a felületaktív molekulákra helyezik, hogy növeljék hidrofób tulajdonságukat. Ezután duzzanatgátlóként használják.
A szénhidrogénlánc hidrogénatomjainak fluoratomokkal történő helyettesítése szintén erősíti a molekula hidrofób jellegét.
3) A felületaktív anyagok fő családjai és néhány példa:
3-1) A tudni:
Történelmileg a felületaktív anyagok első alkalmazása a mosás volt, miután felfedezték a szappant; az ókor óta ismert volt, hogyan lehet állattal vagy növényi zsírokkal elkészíteni, amelyeket hamuval hevítenek (A szappankészítés legrégebbi üzemmódját Sumer romjaiban találták, egy agyagtáblán, Kr. e. 2500-ban). Így empirikusan haladtunk a glicerin triesztereinek szappanosítására a hamu bázisaival, a másik pedig kezdetleges módon szappanokkal, amelyek zsírokat képező zsírsavak nátrium- vagy káliumsói.
A szappan anionos felületaktív anyag, amelynek hidrofil része a karboxilátion -COO -, a lipofil része pedig a zsírsav hosszú, lineáris szénlánca.
Egy példa:
nátrium-oktadekanoát, amelyet nátrium-sztearátnak is neveznek: