Ефект на електролитите върху сапунено лепило
Въвеждането на електролити в сапуненото лепило потиска дисоциацията на сапуна, насърчава унищожаването на асоциираните сапунени води и в същото време провокира растежа на ламеларните мицели. Разтворимостта на сапуна намалява и при достатъчна концентрация на електролита се наблюдава разделянето на предварително хомогенната сапунена маса на две фази: сърцевина и сапунена луга (фиг. 11).
Фигура: 11. Състоянието на сапунено лепило в зависимост от концентрацията на електролити: M.K. - еднофазно сапунено лепило; Аз съм звуковата фаза (звуков сапун); К - фаза лепило (сапунено лепило); Щ - електролитен разтвор (сапунена луга)
Освен това всички тези процеси протичат последователно, но външно се проявяват по някакъв особен начин:
- когато концентрацията на електролити в сапунено лепило е до 1% тегл. настъпват само промени в неговия вискозитет, температура на втвърдяване, твърдост на готовия сапун и други свойства, като същевременно се запазва неговата еднородност (фиг. 11, а);
- при добавяне към горещо сапунено лепило електролити в количество над 1% тегл. започват да настъпват по-дълбоки промени: хомогенността на сапунното лепило се нарушава (появява се многофазна) сапунът се осолява (коагулира) с образуването на две (фиг. 11, б) или три (фиг. 11, в) фази.
Въвеждането на първите големи порции електролит в сапуненото лепило го разрежда; втечняване на сапунено лепило е свързано с частичното разрушаване на черупката от асоциативните слоеве вода около групата от електролита: –СООNa, отделянето на някои от водните молекули, което допринася за втечняване на сапуненото лепило. Освен това самият електролит, разтваряйки се във вода, увеличава плътността на водната фаза, което допринася за агрегирането на молекули сапун, частично свързани с водата в молекулни мицели и увеличаване на техния брой и размер. По време на тези процеси, с по-нататъшното добавяне на следващата порция електролит, се наблюдава постепенно увеличаване на вискозитета на сапунената маса и постепенното й преминаване в дебело сиропирано състояние; сапунената маса придобива способността да се разтяга на конци.
По-нататъшното въвеждане на нови порции електролит в сапунената маса стимулира едновременно три процеса:
- продължава по-нататъшното унищожаване на асоциираните молекули на сапуна и водата, поради което водната обвивка около молекулите на сапуна става все по-тънка и по-тънка. Освободената вода спомага за намаляване на вискозитета на масата;
- едновременно с горното се наблюдава увеличаване на размера и броя на молекулярните мицели на сапуна, което увеличава вискозитета на сместа;
- Едновременно с въвеждането на все повече и повече порции електролит, с увеличаване на концентрацията му във воден разтвор, разтворимостта, особено на нарастващите надмолекулни образувания - сапунени мицели, намалява; започва да ги освобождава под формата на люспи сапунено лепило и коагулация в по-големи частици. С увеличаване на концентрацията на електролитния разтвор се увеличава неговата плътност, увеличава се разликата в плътността на мицеларните образувания и електролитния разтвор. Това е движещата сила зад отделянето на сапуненото лепило в сърцевината и лугата. Когато се достигне критичната концентрация на електролит, масата става подвижна, гранулирана с ивици електролитен разтвор. Почти всички молекули сапун се агрегират и плуват в изправено положение.
Това е ясно забележимо след спиране на разбъркването и последващо утаяване: сапунното лепило е ясно разделено на сърцевина и сапунена луга (фиг. 11, г). Въпреки това, в нововъзникващото ядро сапунът е смес от сапун, асоцииран с водни молекули и надмолекулни образувания на сапунени мицели. Количеството вода варира в рамките на 60–30 тегл.%, В зависимост от вида на сапуна. В сърцевината плаващият сапун съдържа вода в свързано състояние, все още в достатъчно количество, поради силите на физическо взаимодействие (водород, дипол и др.), Които могат лесно да бъдат изчислени.
Пример за изчисляване на броя на водните молекули, свързани с молекулите на сапуна в сърцевината. Да кажем, че сме изолирали 60% от мастните киселини в сърцевината на натриевия сапун на основата на олеинова киселина (молекулно тегло 282,3). Тогава молекулното тегло на натриевия сапун въз основа на него ще бъде равно на
където: 23 е атомната маса на Na, тогава 100 g от изолираното ядро съдържа 60 g сапун и 20 g вода (молекулното му тегло е 18).
Нека изчислим броя на грамовете. молове сапун и вода, съдържащи се в 100 g изолирано ядро:
- сапуни:
- вода:
Нека изчислим средната стойност на съотношението между тях, а именно колко молекули вода са свързани с една молекула сапун: