المبادئ الأساسية للرغوة والاستحلاب وترطيب المواد الخافضة للتوتر السطحي

2022-07-17 18:21:21

يمكن أن يتم غسل المادة الخافضة للتوتر السطحي، واستحلابها، ورغوتها، وترطيبها، ونقعها، وتفريقها، وتكون كمية المادة الخافضة للتوتر السطحي صغيرة (بشكل عام من نسبة قليلة إلى بضعة أجزاء من الألف). إنه سهل التشغيل وغير سام وغير قابل للتآكل. إنه منتج كيميائي مثالي، لذلك له تطبيقات مهمة في الإنتاج والبحث العلمي. عند نفس التركيز، يكون المكون غير القطبي للفاعل بالسطح كبيرًا، ويكون نشاط سطحه قويًا. أي أنه بين المتماثلات يكون النشاط السطحي الذي يحتوي على عدد أكبر من ذرات الكربون أكبر. ومع ذلك، عندما تكون سلسلة الكربون طويلة جدًا، فليس لها أي قيمة عملية بسبب انخفاض قابليتها للذوبان في الماء.

كلمة الفاعل بالسطح تأتي من السطح الإنجليزي. إنه في الواقع اختصار لعبارة "العامل النشط السطحي". كما أن لديها اسم يسمى تينسايد. المواد التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من التوتر السطحي للسائل عن طريق إضافة كمية صغيرة يشار إليها مجتمعة باسم المواد الخافضة للتوتر السطحي. ومن وجهة نظر مؤسسات البحث العلمي فإن نشاطها السطحي يكون لسائل محدد يشير عادة إلى الماء. أحد طرفي المادة الخافضة للتوتر السطحي عبارة عن سلسلة هيدروكربونية غير قطبية (مجموعة هيدروكربونية)، والتي لها ألفة قليلة جدًا مع الماء، وغالبًا ما تسمى مجموعة كارهة للماء؛ الطرف الآخر عبارة عن مجموعة قطبية (مثل - أوه، -كوه، -nh2، -so3h، وما إلى ذلك)، والتي لها تقارب كبير مع الماء، لذلك تسمى المجموعة المحبة للماء، والتي تسمى عمومًا "الجزيء الأمفيفيلي" (جزيء محب للماء). من أجل تحقيق الاستقرار، يمكن إذابة المادة الخافضة للتوتر السطحي في الماء بطريقتين

1. يتم تشكيل طبقة أحادية على سطح السائل.

تُترك المجموعة المحبة للماء في الماء وتمتد المجموعة الكارهة للماء إلى الهواء لتقليل الرفض. إن التنافر بين المجموعات الكارهة للماء وجزيئات الماء يعادل جعل جزيئات الماء الموجودة على السطح عرضة للدفع إلى الخارج، مما يقاوم الجذب الداخلي لجزيئات الماء على السطح، حتى لو انخفض التوتر السطحي للماء. هذا هو المبدأ الأساسي للرغوة والاستحلاب وترطيب المواد الخافضة للتوتر السطحي. في نظام الزيت والماء، سيتم امتصاص جزيئات الفاعل بالسطح على واجهة الزيت والماء، وسيتم إدخال المجموعات القطبية في الماء، بينما ستدخل الأجزاء غير القطبية إلى الزيت ويتم توجيهها في الواجهة. وهذا يولد التوتر بين مرحلة الزيت والماء ويقلل من التوتر السطحي بين الزيت والماء. هذه الخاصية لها تأثير مهم على التطبيق الواسع للمواد الخافضة للتوتر السطحي.

2. شكل "المذيلات".

يمكن أن تكون المذيلات كروية أو ذات طبقات. يتم إخفاء المجموعات الكارهة للماء داخل المذيلات ويتم كشف المجموعات المحبة للماء قدر الإمكان. إذا تم تمثيل المجموعة القطبية بواسطة كرة، والمجموعة غير القطبية الكارهة للماء ممثلة بعمود، فإن الطبقات الأحادية والمذيلات. إذا كانت هناك زيوت غير قابلة للذوبان في الماء (مصطلح عام للسوائل العضوية غير القابلة للذوبان في الماء) في المحلول، فيمكنها الدخول إلى مركز المذيلات الكروية والطبقة البينية للمذيلات ذات الطبقات وتذوب. وهذا ما يسمى ذوبان المواد الخافضة للتوتر السطحي.