Επίδραση της συγκέντρωσης μη ιονικού τασιενεργού στο σημείο νέφωσης

2022-07-27 00:33:44

Σε γενικές γραμμές, το σημείο νέφωσης του επιφανειοδραστικού υδατικού διαλύματος μπορεί να υποδεικνύει την ικανότητα της υδρόφιλης ομάδας του να σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού. Στην ίδια συγκέντρωση, όσο μεγαλύτερη είναι η αλυσίδα EO του μη ιονικού τασιενεργού, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο θολώματος του υδατικού διαλύματός του. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή η αλυσίδα EO μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου με μόρια νερού. Όσο μεγαλύτερη είναι η αλυσίδα EO, τόσο περισσότεροι δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται και τόσο περισσότερη ενέργεια απαιτείται για να καταστραφούν αυτοί οι δεσμοί υδρογόνου. Επομένως, απαιτείται υψηλότερη θερμοκρασία για να καταστρέψει εντελώς τη στενή σχέση μεταξύ επιφανειοδραστικών και μορίων νερού. Γενικά, με την αύξηση της συγκέντρωσης του επιφανειοδραστικού, το σημείο νέφωσης πρώτα μειώνεται και μετά αυξάνεται. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί σύμφωνα με την άποψη ότι το σχήμα των μικκυλίων αλλάζει με τη συγκέντρωση σε υδατικό διάλυμα. Πριν το σημείο νέφωσης φτάσει σε χαμηλή τιμή, η αύξηση της συγκέντρωσης επιφανειοδραστικού θα αυξήσει μόνο τον αριθμό των μικκυλίων, θα αυξήσει την πιθανότητα σύγκρουσης μεταξύ τους και θα αυξήσει την πιθανότητα συγχώνευσης. Επομένως, είναι εύκολο να προκληθεί διαχωρισμός από την υδατική φάση και να μειωθεί το σημείο νέφωσης. Στη συνέχεια, το σχήμα των μικκυλίων άρχισε να αλλάζει, από σφαιρικό σε σχήμα ράβδου, η ακτίνα περιστροφής των σωματιδίων του μικκυλίου αυξήθηκε, το ιξώδες του διαλύματος αυξήθηκε και η πιθανότητα τα μικκύλια να συναντηθούν μεταξύ τους μειώθηκε πολύ, με αποτέλεσμα την άνοδο του σημείου νέφους.

Η προσθήκη ιοντικού τασιενεργού αυξάνει το σημείο θολώματος του μη ιονικού επιφανειοδραστικού. Όταν η συγκέντρωση του προστιθέμενου επιφανειοδραστικού είναι σταθερή, όσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση του μη ιονικού τασιενεργού, τόσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα φορτίου του μείγματος που σχηματίζεται από τα δύο, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώθηση μεταξύ των μικκυλίων και τόσο υψηλότερο είναι το σημείο νέφωσης. Κάτω από την ίδια συγκέντρωση μη ιονικού τασιενεργού, όταν αυξάνεται η συγκέντρωση του προστιθέμενου ιοντικού επιφανειοδραστικού, το γενικό σημείο νέφωσης αυξάνεται επίσης. Αυτό οφείλεται επίσης στην αύξηση της πυκνότητας φορτίου στην επιφάνεια των μικκυλίων. Επομένως, η πυκνότητα φορτίου των μικτών μικκυλίων που σχηματίζονται από μη ιονικά τασιενεργά και ιοντικά τασιενεργά καθορίζει το σημείο νέφωσης. Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα φόρτισης, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο νέφους.

Η επίδραση συνεπιφανειοδραστικών ουσιών όπως οι αλκοόλες και τα οργανικά οξέα στο σημείο νέφωσης είναι επίσης το αποτέλεσμα της κοινής δράσης δύο παραγόντων. Η υδρόφιλη ομάδα της αλκοόλης μπορεί να σχηματίσει δεσμό υδρογόνου με το νερό, ο οποίος περιορίζει τη μικκυλοποίηση της επιφανειοδραστικής ουσίας και αυξάνει το σημείο νέφωσης. Ταυτόχρονα, η αλκοόλη διαλυτοποιείται στη διεπιφανειακή στιβάδα και στο στρώμα φραγμού των μικκυλίων, σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με το νερό, αυξάνει τη συνολική περιεκτικότητα σε νερό των μικκυλίων και επίσης αυξάνει το σημείο νέφωσης. Το αλκοόλ διαλυτοποιείται στο στρώμα φραγμού, η υδρόφιλη ομάδα βρίσκεται κοντά στην πολική κεφαλή του επιφανειοδραστικού και η διαστημική παρεμπόδιση και ο σχηματισμός δεσμού υδρογόνου με αιθέρα μειώνουν την ικανότητα ενυδάτωσης του επιφανειοδραστικού και μειώνουν το σημείο νέφωσης.

Η μεθανόλη και η αιθανόλη έχουν μικρές ανθρακικές αλυσίδες και ισχυρή υδροφιλικότητα. Τα περισσότερα από αυτά είναι διαλυτά στο νερό στο διάλυμα των μικκυλίων και μερικά από αυτά απορροφώνται στη διεπιφάνεια των μικκυλίων και στο στρώμα φραγμού, αυξάνοντας έτσι το σημείο νέφωσης. Για αλκοόλες με αριθμό άνθρακα μεγαλύτερο από 4, η υδροφιλία τους είναι φτωχή και οι περισσότερες από αυτές διαλυτοποιούνται στο στρώμα φραγμού, μειώνοντας το σημείο νέφωσης. Για πολυόλες, όπως αιθυλενογλυκόλη, γλυκερόλη, γλυκόζη κ.λπ., όσο περισσότερο υδροξύλιο έχουν, τόσο πιο εύκολο είναι να σχηματιστούν δεσμοί υδρογόνου με δεσμούς αιθέρα επιφανειοδραστικών, μειώνοντας την ενυδάτωση και το σημείο θολώματος τους.