Υπάρχουν δύο αντίθετα χαρακτηριστικά στη μοριακή δομή των τασιενεργών

2022-07-12 17:32:33

Τασιενεργό είναι ένα είδος διαλυτού και συγκεντρωμένου στην επιφάνεια του υγρού ή στη διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ υγρών και μη αναμίξιμων αντικειμένων. Τα μόριά του μπορούν να προσροφήσουν δύο ουσίες με διαφορετικές ιδιότητες. Τα επιφανειοδραστικά μπορούν να χωριστούν σε ελαιοδιαλυτά (όπως ελαϊκό οξύ, πετρελαϊκό οξύ, πετρελαϊκό οξύ κίτρινου άνθους κ.λπ.) και υδατοδιαλυτά (όπως σαπούνι).

Τα επιφανειοδραστικά είναι γενικά διαλυτά στα περισσότερα υγρά, αλλά η διαλυτότητά τους δεν είναι υψηλή. Αυτό συμβαίνει επειδή έχει μια ισορροπημένη πολική και μη πολική δομή. Μέρος του μορίου διαλύεται σε πολικό διάλυμα, ενώ το άλλο μέρος είναι σε μη πολικό υγρό. Με άλλα λόγια, υπάρχουν δύο αντίθετα χαρακτηριστικά στη μοριακή δομή των επιφανειοδραστικών ουσιών: το αλκυλικό άκρο έχει συγγένεια με το λάδι, ενώ το πολικό άκρο έχει συγγένεια με το νερό. Επομένως, αυτό το μόριο είναι σωστά διατεταγμένο στη διεπιφάνεια δύο διαφορετικών αλλά γειτονικών μέσων, όπως η διαχωριστική επιφάνεια μεταξύ ελαίου και χρωστικής ουσίας, ή η διεπαφή μεταξύ δύο αμοιβαία αδιάλυτων υγρών.

Στην κολλοειδή χημεία, η αναλογία της συνολικής επιφάνειας προς τον συνολικό όγκο της στερεάς διεσπαρμένης φάσης καταγράφεται ως η ειδική επιφάνεια της στερεάς διεσπαρμένης φάσης. Επειδή τα σωματίδια της χρωστικής είναι πολύ μικρά, η ειδική επιφάνεια της είναι αρκετά μεγάλη. Για παράδειγμα, η διάμετρος των σωματιδίων αιθάλης είναι περίπου 0,1 nm. Εάν υπάρχουν 1015 σωματίδια αιθάλης ανά κυβικό εκατοστό μελανιού, η ειδική επιφάνεια των σωματιδίων αιθάλης ως διασπαρμένη φάση στο μελάνι μπορεί να φτάσει τα 6x105 cm-1. Το ειδικό εμβαδόν επιφάνειας της διεσπαρμένης φάσης είναι μεγάλο και τα σωματίδια διεσπαρμένης φάσης θα έχουν μεγάλη ειδική επιφανειακή ελεύθερη ενέργεια. Το σύστημα είναι ασταθές και η μακροσκοπική απόδοση είναι η συμπύκνωση και η καθίζηση των σωματιδίων διεσπαρμένης φάσης.

Ωστόσο, υπό κανονικές συνθήκες, αυτό το φαινόμενο δεν συμβαίνει επειδή τα σωματίδια χρωστικής στο μελάνι έχουν προστατευτικό κέλυφος. Υπάρχουν πάντα ορισμένες επιφανειοδραστικές ουσίες, όπως υψηλότερα ελεύθερα λιπαρά οξέα και αλκοόλες στο μελάνι. Αυτά τα επιφανειοδραστικά διατάσσονται κατευθυντικά γύρω από τα σωματίδια της χρωστικής για να σχηματίσουν ένα στερεό κέλυφος, έτσι ώστε τα σωματίδια να μην μπορούν να έρθουν σε επαφή με την καθίζηση συμπύκνωσης.