12.5
المواد السطحية أو العوامل النشطة على السطح هي أمفيفيلات لأن تركيبها الجزيئي يتكون من 'رأس' قطبي محب للماء و'ذيل' غير قطبي كاره للماء.
نظرا لقدرتها على امتصاص الواجهات، تخفض المواد الفعالة السطحية التوتر بين مرحلتين، مما يتيح استخدامها كمستحلبات، ومنظيفات، وعوامل تشتت، وأكثر.
تشكل المواد السطحية السطحية ميسيلز عندما تتجاوز تركيزها الحرج للميسيل، وهي ظاهرة حاسمة لخصائصها الفيزيائية الكيميائية.
يمكن التنبؤ بشكل هذه الميسيلز باستخدام معامل المادة الفعالة للتوتر السطحي، الذي يأخذ في الاعتبار حجم الذيل الكاره للماء، ومساحة الرأس المحبة للماء، وأقصى طول للذيل.
يتم تصنيف المواد السطحية بناء على شحنة الرأس المحبة للماء. تشمل المواد الفعالة للتوتر السطحي الأنيوني مركبات مثل الكربوكسيلات، والمواد الكاتيونية تشمل الأمونيوم، والمواد غير الأيونية الفعالة تحتوي على كحول البولي أوكسي إيثيلين، والمواد الفعالة الأمفوترية تشمل الثلاثي جلسين.
يقيس ميزان الهيدروفيل-الليبوفيل التوازن بين الأجزاء المحبة للماء والأجزاء الكارهة للماء من جزيء السائل السطحي. تتراوح قيم HLB بين 1 و40، حيث تظهر القيم المنخفضة ذوبانية الزيت والقيم العالية التي تظهر الذوبانية في الماء.
تمتص السطحيات، التي سميت نسبة إلى سلوكها في الواجهات، بشكل إيجابي عند واجهات مرحلتين، مما يقلل من التوتر بين الواجهات. تعدد استخداماتهم كمستحلبات ومكثفات وعوامل رغوية ينبع من هذه القدرة. المواد السطحية، التي غالبا ما تسمى الأمفيفيلات، تشترك في خاصية الأمفيباثي، حيث تحتوي الجزيئات على أجزاء محبة للماء وكارهة للماء. الجزء المحبة للماء تسمى الرأس، والجزء الكاره للماء، بما في ذلك بديل ألكيلي ممدود، يشكل الذيل.
تصنف المواد السطحية إلى أربعة أنواع بناء على شحنة مجموعة الرأس القطبية. تشمل المواد الفعالة للتوتر السطحي الأنيوني مركبات مثل الكربوكسيلات والكبريتات والبولي أوكسي إيثيلين سلفونات، وتشمل المواد الكاتيونية الأمونيوم والسلفونيوم والفوسفونيوم، والمواد الفعالة غير الأيونية تحتوي على كحول البولي أوكسي إيثيلين، وكبريتوكسيد التاج، وإيثر التاج، وتشمل المواد الفعالة الأمفوترية تريجليسين، وC-بيتين، وN-بيتين.
تشكل المواد السطحية السطحية ذرات ميسيلز (هياكل كروية تتكون من جزيئات الأمفيفيلية في الماء) عند تخفيفها بالماء فوق تركيزها الحرج للميسيل (CMC). تتنوع تجمع الميسيل في الحجم والشكل، ويظهر تعدد التشتت.
توازن الهيدروفيل-الليبوفيل أو HLB يحدد التوازن بين الأجزاء المحبة للماء والكارهة للماء في المادة السطحية. تشير قيم HLB، التي تتراوح من 1 إلى 40، إلى خصائص الذوبانية. قد تختلف المستحلبات التي تحمل نفس قيمة HLB في الذوبانية، مما يؤثر على نوع المستحلب المتكون. كشفت تجارب غريفين المنهجية أن قيم HLB لخلطات المستحلبات هي قيم جمعية. ساهم ديفيز في تعيين أرقام مجموعات مساهمات HLB للمجموعات الوظيفية، موفرا معادلة قابلة للتطبيق على المواد السطحية الأيونية وغير الأيونية:
HLB = ∑ (رقم المجموعة المحبة للماء) - ∑ (رقم المجموعة الكارهة للماء) + 7.
تمكن هذه المعادلة من تقدير سلوك المادة الفعالة في تصميم الصياغة بناء على تركيبها الجزيئي.
المواد السطحية أو العوامل النشطة على السطح هي أمفيفيلات لأن تركيبها الجزيئي يتكون من 'رأس' قطبي محب للماء و'ذيل' غير قطبي كاره للماء.
نظرا لقدرتها على امتصاص الواجهات، تخفض المواد الفعالة السطحية التوتر بين مرحلتين، مما يتيح استخدامها كمستحلبات، ومنظيفات، وعوامل تشتت، وأكثر.
تشكل المواد السطحية السطحية ميسيلز عندما تتجاوز تركيزها الحرج للميسيل، وهي ظاهرة حاسمة لخصائصها الفيزيائية الكيميائية.
يمكن التنبؤ بشكل هذه الميسيلز باستخدام معامل المادة الفعالة للتوتر السطحي، الذي يأخذ في الاعتبار حجم الذيل الكاره للماء، ومساحة الرأس المحبة للماء، وأقصى طول للذيل.
يتم تصنيف المواد السطحية بناء على شحنة الرأس المحبة للماء. تشمل المواد الفعالة للتوتر السطحي الأنيوني مركبات مثل الكربوكسيلات، والمواد الكاتيونية تشمل الأمونيوم، والمواد غير الأيونية الفعالة تحتوي على كحول البولي أوكسي إيثيلين، والمواد الفعالة الأمفوترية تشمل الثلاثي جلسين.
يقيس ميزان الهيدروفيل-الليبوفيل التوازن بين الأجزاء المحبة للماء والأجزاء الكارهة للماء من جزيء السائل السطحي. تتراوح قيم HLB بين 1 و40، حيث تظهر القيم المنخفضة ذوبانية الزيت والقيم العالية التي تظهر الذوبانية في الماء.
From Chapter 12:
Now Playing
Macromolecules and Self Assembly
235 Views
Macromolecules and Self Assembly
93 Views
Macromolecules and Self Assembly
81 Views
Macromolecules and Self Assembly
73 Views
Macromolecules and Self Assembly
257 Views
Macromolecules and Self Assembly
676 Views