Istnieją dwie przeciwne cechy struktury molekularnej środków powierzchniowo czynnych

2022-07-12 17:32:33

Środek powierzchniowo czynny jest rodzajem rozpuszczalnego i skoncentrowanego na powierzchni cieczy lub na granicy cieczy i niemieszających się obiektów. Jego cząsteczki mogą adsorbować dwie substancje o różnych właściwościach. Środki powierzchniowo czynne można podzielić na rozpuszczalne w oleju (takie jak kwas oleinowy, kwas naftowy, kwas naftowy z żółtymi kwiatami itp.) i rozpuszczalne w wodzie (takie jak mydło).

Środki powierzchniowo czynne są na ogół rozpuszczalne w większości cieczy, ale ich rozpuszczalność nie jest wysoka. Dzieje się tak dlatego, że ma zrównoważoną strukturę polarną i niepolarną. Część cząsteczki jest rozpuszczona w roztworze polarnym, a druga część w cieczy niepolarnej. Innymi słowy, istnieją dwie przeciwne cechy struktury molekularnej środków powierzchniowo czynnych: koniec alkilowy ma powinowactwo do oleju, podczas gdy koniec polarny ma powinowactwo do wody. Dlatego cząsteczka ta jest starannie ułożona na styku dwóch różnych, ale sąsiadujących ze sobą ośrodków, takich jak na styku oleju i pigmentu lub na styku dwóch wzajemnie nierozpuszczalnych cieczy.

W chemii koloidalnej stosunek całkowitego pola powierzchni do całkowitej objętości stałej fazy rozproszonej rejestruje się jako powierzchnię właściwą stałej fazy rozproszonej. Ponieważ cząsteczki pigmentu są bardzo małe, jego powierzchnia właściwa jest dość duża. Na przykład średnica cząstek sadzy wynosi około 0,1 nm. Jeżeli na centymetr sześcienny atramentu przypada 1015 cząstek sadzy, powierzchnia właściwa cząstek sadzy w postaci fazy rozproszonej w tuszu może osiągnąć 6x105cm-1. Powierzchnia właściwa fazy rozproszonej jest duża, a cząstki fazy rozproszonej będą miały dużą właściwą energię powierzchniową. Układ jest niestabilny, a makroskopowym działaniem jest kondensacja i sedymentacja cząstek fazy rozproszonej.

Jednak w normalnych okolicznościach zjawisko to nie występuje, ponieważ cząsteczki pigmentu w tuszu mają powłokę ochronną. W tuszu zawsze znajdują się środki powierzchniowo czynne, takie jak wyższe wolne kwasy tłuszczowe i alkohole. Te środki powierzchniowo czynne są rozmieszczone kierunkowo wokół cząstek pigmentu, tworząc stałą otoczkę, tak że cząstki nie mogą stykać się z wytrącaniem kondensatu.