ПОВЪРХНОСТНОСТИ
ПОВЪРХНОСТНОСТИ
1) Определение - Конституция:
Повърхностноактивните вещества (наричани още повърхностноактивни вещества, английският термин е повърхностноактивни вещества) са вещества, разтворими във вода и притежаващи свойството да концентрират, да агрегират на границата между водата и други вещества, слабо разтворими във вода, особено мастни вещества.
Тези молекули имат поне две части с различен афинитет, едната е хидрофилна (афинитет към водата), а другата липофилна (афинитет към мазнините); за такива вещества се казва, че са амфифилни (от гръцки лекционна зала, „От двете страни“ и философия, "приятел").
Хидрофилната част е обикновено йонен край на молекулата; Не може да бъде:
- анионни:
това важи за карбоксилатните йони -COO - но също и за сулфонатните йони R (или Ar) -SO3 - .
това е случаят с протонираните амини,
или кватернерни амониеви
бетапини, фосфолипиди (лецитини например): в основната среда тези молекули се държат като аниони, а в кисела среда като катиони.
Понякога хидрофилната част не е йонна
но след това притежава полярни групи, способни да отдават водородни връзки с вода (алкохол или етер-оксидни функции например): R-O- (CH2CH2O) n-H.
Липофилната част обикновено се състои от доста дълга въглеродна верига, която трябва да бъде линейна (неразклонена), за да бъде биоразградима.
2) Режим на действие:
На границата между водата и мазнините повърхностноактивните вещества се концентрират, като липофилната им част се потапя в мастната субстанция, а хидрофилната - във водата. Тези агрегати от така образуваните молекули на ПАВ се наричат мицели.
Използването им като препарат може да се обясни по следния начин:
Чрез триене (ръчно или машинно пране на плат) глобулите мазнини, заобиколени от повърхностноактивно вещество, се разпадат, като се получават по-малки глобули, които веднага са заобиколени от повърхностноактивно вещество и това няколко пъти, докато се отделят от тъканта и се съберат. Разпределете във водата за пране в формата на емулсия, която се елиминира по време на изпразването. Този процес се улеснява от факта, че повърхностноактивното вещество също е разположено на границата вода-въздух, неговата хидрофилна част във водата и по този начин намалява повърхностното напрежение на водата (образуване на сапунена пяна), насърчаваща овлажняването на тъканта.
В зависимост от тяхното естество и концентрация, повърхностноактивните вещества могат да имат няколко роли:
- този на перилния препарат: те премахват петна, особено мазнини.
- това на омокряне: водата, поставена на повърхността на твърдо вещество, има тенденция да образува капчици. Чрез намаляване на повърхностното напрежение, омокрящ агент позволява на тази вода да се разпространява, като по този начин увеличава контактната си повърхност с твърдото вещество.
- емулгатор: емулгаторът разпръсква течност под формата на много фини капчици в друга течност, в която не е разтворим.
На всеки сърфактант се присвоява номер между 1 и 20, съставляващ заедно скалата на Грифин. Това число се нарича HLB индекс (З.идрофилен /Lипофилен Б.alance) индексът 1 се дава на олеинова киселина, а индексът 20 - на калиев олеат.
Тази скала дава възможност да се оцени доста липофилният или напротив по-скоро хидрофилният характер на амфифилния и да се знае за кое приложение е най-подходящ. HLB индекс по-малко от 9 ще каже за амфифила, че е липофилен (след това ще се използва като средство против разпенване (ако HLB
Силиконовите групи понякога се поставят върху молекулите на ПАВ, за да се увеличи тяхната хидрофобност. След това се използва като антифлатуленти.
Заместването на водородите на въглеводородната верига с флуорни атоми също засилва хидрофобния характер на молекулата.
3) Основните фамилии повърхностноактивни вещества и някои примери:
3-1) The зная:
В исторически план първото приложение на повърхностноактивни вещества е измиването след откриването на сапун; още от древността е било известно как се прави от животински или растителни мазнини, които се нагряват с пепел (Най-старият режим на производство на сапун е открит в руините на Шумер, върху глинена плочка, датирана 2500 г. пр. н. е.). По този начин се пристъпва емпирично към осапуняване на тристерите на глицерола от основите, съдържащи се в пепелта, и един, получен по елементарен начин, сапуни, които са натриеви или калиеви соли на мастни киселини, съставляващи мазнини.
Сапунът е анионно повърхностноактивно вещество, хидрофилната част на което е карбоксилатният йон -СОО - а липофилната част е дългата линейна въглеродна верига на мастната киселина.
Пример:
натриев октадеканоат, наричан още натриев стеарат: