Wpływ stężenia niejonowego środka powierzchniowo czynnego na temperaturę zmętnienia

2022-07-27 00:33:44

Ogólnie rzecz biorąc, temperatura zmętnienia wodnego roztworu środka powierzchniowo czynnego może wskazywać na zdolność jego grupy hydrofilowej do tworzenia wiązań wodorowych z cząsteczkami wody. Przy tym samym stężeniu im dłuższy łańcuch EO niejonowego środka powierzchniowo czynnego, tym wyższa temperatura zmętnienia jego roztworu wodnego. Dzieje się tak głównie dlatego, że łańcuch EO może tworzyć wiązania wodorowe z cząsteczkami wody. Im dłuższy jest łańcuch EO, tym więcej tworzy się wiązań wodorowych i tym więcej energii potrzeba do zniszczenia tych wiązań wodorowych. Dlatego do całkowitego zniszczenia ścisłego związku między środkami powierzchniowo czynnymi i cząsteczkami wody wymagana jest wyższa temperatura. Generalnie wraz ze wzrostem stężenia środka powierzchniowo czynnego temperatura zmętnienia najpierw spada, a następnie wzrasta. Zjawisko to można wyjaśnić poglądem, że kształt miceli zmienia się wraz ze stężeniem w roztworze wodnym. Zanim temperatura zmętnienia osiągnie niską wartość, wzrost stężenia Surfaktantu spowoduje jedynie zwiększenie liczby miceli, zwiększenie prawdopodobieństwa wzajemnego zderzenia i zwiększenie możliwości koalescencji. Dlatego łatwo jest spowodować oddzielenie się fazy wodnej i obniżenie temperatury zmętnienia. Następnie kształt miceli zaczął się zmieniać, z kulistego na pręcikowy, zwiększał się promień wirowania cząstek miceli, zwiększała się lepkość roztworu, a prawdopodobieństwo spotkania miceli znacznie się zmniejszało, co skutkowało wzrostem temperatury zmętnienia.

Dodatek jonowego środka powierzchniowo czynnego zwiększa temperaturę zmętnienia niejonowego środka powierzchniowo czynnego. Po ustaleniu stężenia dodanego środka powierzchniowo czynnego, im niższe stężenie niejonowego środka powierzchniowo czynnego, tym większa gęstość ładunku mieszaniny utworzonej przez te dwa środki, tym większe odpychanie między micelami i tym wyższa temperatura zmętnienia. Przy tym samym stężeniu niejonowego środka powierzchniowo czynnego, gdy wzrasta stężenie dodanego jonowego środka powierzchniowo czynnego, wzrasta również ogólna temperatura zmętnienia. Dzieje się tak również na skutek wzrostu gęstości ładunku na powierzchni miceli. Dlatego gęstość ładunku mieszanych miceli utworzonych przez niejonowe środki powierzchniowo czynne i jonowe środki powierzchniowo czynne określa temperaturę mętnienia. Im wyższa gęstość ładunku, tym wyższy punkt zmętnienia.

Wpływ kosurfaktantów, takich jak alkohole i kwasy organiczne, na temperaturę zmętnienia jest również wynikiem wspólnego działania dwóch czynników. Hydrofilowa grupa alkoholu może tworzyć wiązania wodorowe z wodą, co ogranicza micelizację środka powierzchniowo czynnego i zwiększa temperaturę mętnienia; Jednocześnie alkohol rozpuszcza się w warstwie międzyfazowej i barierowej miceli, tworzy wiązania wodorowe z wodą, zwiększa całkowitą zawartość wody w micelach, a także zwiększa temperaturę zmętnienia. Alkohol rozpuszcza się w warstwie barierowej, grupa hydrofilowa znajduje się blisko głowy polarnej środka powierzchniowo czynnego, a zawada przestrzenna i powstawanie wiązań wodorowych z eterem zmniejszają zdolność hydratacyjną środka powierzchniowo czynnego i obniżają temperaturę zmętnienia.

Metanol i etanol mają krótkie łańcuchy węglowe i silną hydrofilowość. Większość z nich jest rozpuszczalna w wodzie w roztworze miceli, a część z nich jest adsorbowana na powierzchni styku miceli i warstwie barierowej, podnosząc w ten sposób temperaturę zmętnienia; Alkohole o liczbie atomów węgla większej niż 4 mają słabą hydrofilowość i większość z nich rozpuszcza się w warstwie barierowej, obniżając temperaturę mętnienia. W przypadku polioli, takich jak glikol etylenowy, glicerol, glukoza itp., im więcej mają grupy hydroksylowej, tym łatwiej jest tworzyć wiązania wodorowe z wiązaniami eterowymi środka powierzchniowo czynnego, zmniejszając ich hydratację i temperaturę zmętnienia.