Химия саласында кейбір органикалық қосылыстар суда ерімейтін немесе аздап еритін қасиеттеріне байланысты практикалық қолдануға көптеген қолайсыздықтар туғызады. Дегенмен, бұл органикалық қосылыстар беттік белсенді заттармен бірге болған кезде, олардың ерігіштігі айтарлықтай артады, бұл ерігіштік деп аталатын құбылыс. Беттік белсенді заттар бұл процесте ерігіш ретінде әрекет етеді, ал ерігіштікке ұшырайтын органикалық қосылыстар ерігіштік деп аталады. Бұл мақалада ерігіштік механизмі және оған әсер ететін факторлар қарастырылады.
Ерігеннің пайда болуы беттік белсенді заттардың қасиеттерімен тығыз байланысты. Тәжірибелер беттік белсенді заттардың концентрациясы мицелланың критикалық концентрациясынан (КБК) төмен болған кезде органикалық заттардың ерігіштігі айтарлықтай өзгермейтінін көрсетті; дегенмен, концентрация КБК-дан асып кеткен кезде ерігіштік күрт артады. Себебі, осы концентрацияда беттік белсенді заттар мицелла түзе бастайды, ал ерігіштік мицеллалардың түзілуімен тығыз байланысты.
Мицелладағы еріген заттың орнына байланысты ерітудің негізінен төрт жолы бар:
①Мицелла ішінде еру: Бұл әдіс бензол, этилбензол және n-гептан сияқты қарапайым полярлы емес көмірсутек заттарына жарамды. Олар мицелла ішінде оңай ериді, себебі мицелланың ішкі жағын осы заттарға ұқсас қасиеттері бар таза көмірсутек қосылысы ретінде қарастыруға болады.
2 Мицелла палисадасы қабатында ерігіштік: Ұзын тізбекті спирттер мен қышқылдар сияқты полярлы органикалық заттар үшін олар беттік-белсенді зат молекулаларымен кезектесіп және параллель таралады. Полярлы емес бөліктер беттік-белсенді заттардың гидрофобты топтарымен ван-дер-Ваальс күштері арқылы әрекеттеседі, ал полярлы бөліктер беттік-белсенді заттардың гидрофильді топтарымен ван-дер-Ваальс күштері және сутектік байланыстар арқылы байланысады.
③Мицелла бетінде ерігіштік: Макромолекулалық заттар, бояғыштар және т.б. мицелла бетінде адсорбцияланады және молекулааралық ван-дер-Ваальс күштері немесе сутектік байланыстар арқылы бекітіледі, осылайша олардың суда ерігіштігі артады. Дегенмен, бұл әдіспен ерігіштік мөлшері салыстырмалы түрде аз.
④Полиоксиэтилен тізбектері арасындағы ерігіштік: Полиоксиэтилен типті беттік белсенді заттар үшін гидрофильді топтық бөлігінің ұзын молекулалық тізбегіне байланысты олар көбінесе бұралған күйде болады. Органикалық заттар гидрофильді полиоксиэтилен тізбектерінің ішіне оралып, олармен шатасып кетуі мүмкін. Бұл әдіс салыстырмалы түрде үлкен ерігіштікке ие.
Бұл төрт еріту әдісінің барлығы ұқсас ериді, ал еріту мөлшерінің үлкеннен кішіге дейінгі реті: полиоксиэтилен тізбектері арасындағы еріту > мицелла палисадасы қабатындағы еріту > мицелла ішіндегі еріту > мицелла бетіндегі еріту.
Айта кету керек, органикалық заттардың судағы ерігіштігі ерігіштікке байланысты артса да, ерітіндінің қасиеттері айтарлықтай өзгермейді. Себебі органикалық молекулалар үлкен бөлшектер түзуі мүмкін, нәтижесінде ерітіндідегі бөлшектер саны айтарлықтай артпайды. Бұл сондай-ақ мицеллалардың көптеген органикалық молекулаларға байланысу және ассоциациялық әсерін жанама түрде дәлелдейді.
2. Ерітуге әсер ететін факторлар
Еріту тек мицеллалардың болуымен тығыз байланысты ғана емес, сонымен қатар еріткіш пен еріген заттың ішкі қасиеттеріне де әсер етеді. Сонымен қатар, беттік белсенді заттардың CMC-ге әсер етуі мүмкін кез келген фактор ерітуге де әсер етеді.
Еріткіш (беттік-белсенді зат)
Концентрациясы: Беттік-белсенді заттың концентрациясы неғұрлым жоғары болса, мицеллалардың түзілу мөлшері соғұрлым көп болады және мицеллалардың ассоциация дәрежесі соғұрлым жоғары болады, бұл олардың көбірек еріген заттармен әрекеттесуіне мүмкіндік береді.
Молекулалық құрылым: Гидрофобты көмірсутек тізбегі неғұрлым ұзын болса, ерігіштік әсері соғұрлым күшті болады; гидрофильді тобы бірдей беттік белсенді заттар үшін гидрофобты көмірсутек тізбегі неғұрлым ұзын болса, олардың CMC соғұрлым кішірек және ерігіштік әсері соғұрлым күшті болады. Сонымен қатар, иондық емес беттік белсенді заттардың ерігіштік әсері әдетте иондық беттік белсенді заттарға қарағанда күштірек болады.
Ерітіңіз
Жалпы алғанда, еріген заттың полярлығы неғұрлым жоғары болса, ерігіштік қабілеті соғұрлым жоғары болады. Бұл полярлы еріген заттардың мицелла бетіндегі гидрофильді топтармен сутектік байланыстар және ван-дер-Ваальс күштері арқылы әрекеттесуге бейім болуымен байланысты болуы мүмкін. Сонымен қатар, олардың полярлы емес бөліктері де беттік белсенді заттардың гидрофобты топтарымен әрекеттесуге бейім.
Температура
Иондық беттік белсенді заттар үшін температураның жоғарылауы олардың ерігіштік әсерін күшейтеді. Себебі температураның жоғарылауы CMC-ны арттырады, бұл ерітіндіде көбірек беттік белсенді заттардың еруіне және көбірек мицелла түзілуіне мүмкіндік береді.
Полиоксиэтилен типті бейиондық беттік белсенді заттар үшін ерігіштік қабілеті температураның жоғарылауымен де артады. Дегенмен, температура бұлттылық нүктесіне жеткенде немесе одан асқанда, ерігіштік әсері әлсірейді.
Электролит
Электролиттерді қосу көмірсутектер үшін иондық беттік белсенді заттардың еріту қабілетін арттыра алады, бірақ олардың полярлық заттар үшін еріту қабілетін төмендетеді. Себебі электролиттер гидрофильді топтардың электр зарядының бір бөлігін бейтараптандырады, бұл мицелла бетіндегі гидрофильді топтардың орналасуын тығыздайды, бұл полярлық еріткіштерді енгізу үшін қолайсыз.
Иондық емес беттік белсенді заттар үшін электролиттерді қосу олардың ерігіштік қабілетін арттыра алады. Бұл тұздану әсеріне байланысты, бұл беттік белсенді зат молекулаларына судың кедергісін азайтады, олардың қозғалғыштығын арттырады және мицеллалардың түзілуін жеңілдетеді.
Еріту - әртүрлі факторлардың әсерінен болатын күрделі құбылыс. Бұл факторларды және олардың өзара әрекеттесу механизмдерін терең түсіну арқылы біз химиялық процестер мен өнімнің өнімділігін оңтайландыру үшін ерітуді жақсырақ пайдалана аламыз.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 24 наурыз