Dlaczego środki powierzchniowo czynne w mydle mogą zmywać plamy oleju?

2019-06-22 16:46:27

Ilość adsorpcji na powierzchni wzrasta wraz ze wzrostem stężenia roztworu. Gdy stężenie osiąga lub przekracza określoną wartość, wielkość adsorpcji nie wzrasta. Te nadmierne cząsteczki środka powierzchniowo czynnego są nieuporządkowane lub występują w roztworze w sposób regularny. Praktyka i teoria pokazują, że w roztworze tworzą one asocjacje, które nazywane są micelami.

Cząsteczki środka powierzchniowo czynnego są cząsteczkami amfifilowymi z grupami hydrofilowymi i lipofilowymi. Woda jest silną cieczą polarną. Kiedy środek powierzchniowo czynny rozpuszcza się w wodzie, zgodnie z zasadą podobieństwa i różnicy polaryzacji oraz odpychania, jego grupa hydrofilowa i woda ulegają rozpuszczeniu w wodzie, a jego grupa hydrofilowa i woda odpychają wodę i ją opuszczają. W rezultacie cząsteczki środka powierzchniowo czynnego (lub jony) są adsorbowane na granicy faz dwufazowej, co zmniejsza napięcie międzyfazowe pomiędzy obiema fazami. Im więcej cząsteczek środka powierzchniowo czynnego (lub jonów) jest zaadsorbowanych na granicy faz, tym bardziej spada napięcie międzyfazowe.

Dlaczego więc mydło może zmyć tłuste plamy? Wynika to z „dwustronnego” charakteru środków powierzchniowo czynnych. Mydło składa się z soli metalu kwasu tłuszczowego, która z jednej strony jest rozpuszczalna w wodzie, nazywamy ją „grupą hydrofilową”; z drugiej strony jest nierozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalny w oleju, nazywamy to „grupą hydrofobową” lub „grupą lipofilową”. Dzięki tej specjalnej strukturze mydło może zanurzać się z jednej strony w wodzie, a z drugiej w oleju. W ten sposób woda wciąga cząsteczkę mydła, cząsteczka mydła ponownie wciąga olej i usuwa plamę oleju z ubrania!

Cząsteczki środka powierzchniowo czynnego mają zarówno grupy hydrofilowe, jak i lipofilowe, znane również jako amfifilowe. Ze względu na tę właściwość środków powierzchniowo czynnych, w wodzie w odpowiednich stężeniach mogą tworzyć się micele: głowy hydrofilowe są przyciągane przez wodę na zewnątrz, a ogony oleiste są odpychane przez wodę i do wewnątrz. W procesie prania tłusta plama jest wciągana do wnętrza miceli przez grupę lipofilową, a cała micela jest usuwana przez wodę.

Jeśli znajdują się w środowisku tłustym, mogą tworzyć odwrotne micele, tj. głowa znajduje się wewnątrz, a ogon na zewnątrz. Micele te odgrywają ważną rolę w kosmetykach.