Таъсири таркунӣ, талабот: HLB: 7-9
Таршавӣ ҳамчун падидае муайян карда мешавад, ки дар он гази дар сатҳи сахт адсорбсияшуда аз ҷониби моеъ ҷой иваз мешавад. Моддаҳое, ки метавонанд ин қобилияти ҷойивазкуниро афзоиш диҳанд, агентҳои таркунанда номида мешаванд. Таршавӣ одатан ба се намуд тақсим карда мешавад: таршавии тамосӣ (таршавии часпак), таршавии ғарқшавӣ (таршавии ғарқшавӣ) ва таршавии паҳншавӣ (паҳншавӣ). Дар байни инҳо, паҳншавӣ баландтарин стандарти таршавиро ифода мекунад ва коэффитсиенти паҳншавӣ аксар вақт ҳамчун нишондиҳанда барои арзёбии самаранокии таршавӣ байни системаҳои гуногун истифода мешавад. Илова бар ин, кунҷи тамос инчунин меъёри арзёбии сифати таршавӣ мебошад. Сурфактантҳоро барои назорат кардани дараҷаи таршавӣ байни фазаҳои моеъ ва сахт истифода бурдан мумкин аст.
Дар саноати пеститсидҳо, баъзе формулаҳои гранулӣ ва хокаҳои хокистарӣ низ миқдори муайяни сурфактантҳоро дар бар мегиранд. Мақсади онҳо беҳтар кардани часпидан ва миқдори таҳшиншавии пеститсид дар сатҳи ҳадаф, суръат бахшидан ба суръати раҳоӣ ва васеъ кардани майдони паҳншавии компонентҳои фаъол дар шароити намӣ мебошад, ки бо ин васила самаранокии пешгирӣ ва табобати бемориҳоро афзоиш медиҳад.
Дар саноати косметика, сурфактантҳо ҳамчун эмульгаторҳо амал мекунанд ва ҷузъҳои муҳими маҳсулоти нигоҳубини пӯст, аз қабили кремҳо, лосьонҳо, тозакунандаҳои рӯй ва тозакунандаҳои ороиш мебошанд.
Миселлҳо ва ҳалшавӣ,талабот: C > CMC (HLB 13–18)
Консентратсияи ҳадди ақал, ки дар он молекулаҳои сурфактант барои ташкил додани миселлҳо пайваст мешаванд. Вақте ки консентратсия аз арзиши CMC зиёд мешавад, молекулаҳои сурфактант худро ба сохторҳое ба монанди конфигуратсияҳои курашакл, чӯбмонанд, ламеллярӣ ё пластинамонанд ҷойгир мекунанд.
Системаҳои ҳалшавандагӣ системаҳои мувозинати термодинамикӣ мебошанд. Ҳар қадар CMC пасттар ва дараҷаи ассотсиатсия баландтар бошад, ҳамон қадар консентратсияи максималии илова (MAC) зиёдтар мешавад. Таъсири ҳарорат ба ҳалшавандагӣ дар се ҷанба инъикос меёбад: он ба ташаккули миселла, ҳалшавандагии ҳалшавандагӣ ва ҳалшавандагии худи сурфактантҳо таъсир мерасонад. Барои сурфактантҳои ионӣ, ҳалшавандагии онҳо бо баланд шудани ҳарорат якбора меафзояд ва ҳарорате, ки дар он ин афзоиши ногаҳонӣ ба амал меояд, нуқтаи Крафт номида мешавад. Ҳар қадар нуқтаи Крафт баландтар бошад, консентратсияи интиқодии миселла ҳамон қадар пасттар мешавад.
Барои сурфактантҳои ғайриионии полиоксиэтилен, вақте ки ҳарорат то сатҳи муайян баланд мешавад, ҳалшавии онҳо якбора паст мешавад ва боришот ба амал меояд, ки боиси хира шудани маҳлул мегардад. Ин падида абрнокшавӣ номида мешавад ва ҳарорати мувофиқ нуқтаи абрнокӣ номида мешавад. Барои сурфактантҳо бо дарозии занҷири полиоксиэтилен ҳамон қадар дарозтар бошад, занҷири карбогидридҳо ҳамон қадар нуқтаи абрнокӣ пасттар аст; баръакс, бо дарозии занҷири карбогидридҳо ҳамон қадар дарозтар бошад, занҷири полиоксиэтилен ҳамон қадар нуқтаи абрнокӣ баландтар аст.
Моддаҳои органикии ғайриқутбӣ (масалан, бензол) дар об ҳалшавандагии хеле паст доранд. Аммо, илова кардани сурфактантҳо ба монанди олеати натрий метавонад ҳалшавандагии бензолро дар об ба таври назаррас афзоиш диҳад - раванде, ки ҳалшавӣ номида мешавад. Ҳалшавӣ аз ҳалшавии оддӣ фарқ мекунад: бензоли ҳалшуда дар молекулаҳои об яксон пароканда намешавад, балки дар дохили миселлаҳое, ки аз ҷониби ионҳои олеат ташкил шудаанд, дармонда мешавад. Тадқиқотҳои дифракцияи рентгенӣ тасдиқ карданд, ки ҳама намудҳои миселлаҳо пас аз ҳалшавӣ ба дараҷаҳои гуногун васеъ мешаванд, дар ҳоле ки хосиятҳои коллигативии маҳлули умумӣ асосан бетағйир боқӣ мемонанд.
Ҳангоми афзоиши консентратсияи сурфактантҳо дар об, молекулаҳои сурфактант дар сатҳи моеъ ҷамъ шуда, қабати мономолекулавии ба ҳам наздик ва самтдорро ташкил медиҳанд. Молекулаҳои зиёдатӣ дар фазаи ҳаҷмӣ бо гурӯҳҳои гидрофобии худ, ки ба дарун нигаронида шудаанд, муттаҳид шуда, миселлаҳоро ташкил медиҳанд. Консентратсияи ҳадди ақали зарурӣ барои оғози ташаккули миселла ҳамчун консентратсияи интиқодии миселла (CMC) муайян карда мешавад. Дар ин консентратсия, маҳлул аз рафтори идеалӣ дур мешавад ва дар каҷи шиддати сатҳӣ ва консентратсия нуқтаи гардиши мушаххас пайдо мешавад. Афзоиши минбаъдаи консентратсияи сурфактант дигар шиддати сатҳро коҳиш намедиҳад; баръакс, он ба афзоиш ва афзоиши пайвастаи миселлаҳо дар фазаи ҳаҷм мусоидат мекунад.
Вақте ки молекулаҳои сурфактант дар маҳлул пароканда мешаванд ва ба остонаи консентратсияи муайян мерасанд, онҳо аз мономерҳои алоҳида (ионҳо ё молекулаҳо) ба агрегатҳои коллоидӣ, ки миселлаҳо номида мешаванд, пайваст мешаванд. Ин гузариш боиси тағйироти ногаҳонии хосиятҳои физикӣ ва химиявии маҳлул мегардад ва консентратсияе, ки дар он ин ба амал меояд, CMC мебошад. Раванди ташаккули миселла миселла номида мешавад.
Ташаккули миселлаҳо дар маҳлулҳои обии сурфактант раванди вобаста ба консентратсия аст. Дар маҳлулҳои хеле кам, об ва ҳаво қариб дар тамос ҳастанд, аз ин рӯ шиддати сатҳӣ танҳо каме коҳиш меёбад ва ба шиддати оби тоза наздик боқӣ мемонад, ки дар фазаи ҳаҷмии об молекулаҳои сурфактант хеле кам пароканда мешаванд. Ҳангоми афзоиши мӯътадили консентратсияи сурфактант, молекулаҳо зуд ба сатҳи об адсорбсия мешаванд ва майдони тамос байни об ва ҳаворо кам мекунанд ва боиси коҳиши якбораи шиддати сатҳӣ мегарданд. Дар айни замон, баъзе молекулаҳои сурфактант дар фазаи ҳаҷмии об бо гурӯҳҳои гидрофобии худ якҷоя шуда, миселлаҳои хурдро ташкил медиҳанд.
Вақте ки консентратсия афзоиш меёбад ва маҳлул ба адсорбсияи сершавӣ мерасад, дар сатҳи моеъ плёнкаи мономолекулавии зич печонидашуда пайдо мешавад. Вақте ки консентратсия ба CMC мерасад, шиддати сатҳии маҳлул ба арзиши ҳадди ақали худ мерасад. Ғайр аз CMC, афзоиши минбаъдаи консентратсияи сурфактант ба шиддати сатҳии он қариб таъсир намерасонад; баръакс, он шумора ва андозаи миселлҳоро дар фазаи ҳаҷмии он зиёд мекунад. Сипас, маҳлул аз ҷониби миселлҳо, ки ҳамчун микрореакторҳо дар синтези нанохокаҳо хизмат мекунанд, бартарӣ дорад. Бо афзоиши доимии консентратсия, система тадриҷан ба ҳолати кристаллии моеъ мегузарад.
Вақте ки консентратсияи маҳлули сурфактанти обӣ ба CMC мерасад, бо афзоиши консентратсия ташаккули миселлаҳо намоён мегардад. Ин бо нуқтаи каҷшавӣ дар каҷи шиддати сатҳӣ ва консентратсияи логарифмӣ (каҷи γ-логарифм c) ва дар баробари пайдоиши хосиятҳои ғайриидеалии физикӣ ва химиявӣ дар маҳлул тавсиф мешавад.
Миселлҳои сурфактанти ионӣ зарядҳои баланди сатҳӣ доранд. Аз сабаби ҷалби электростатикӣ, муқобил ионҳо ба сатҳи миселлҳо ҷалб мешаванд ва қисми зарядҳои мусбат ва манфиро безарар мегардонанд. Аммо, вақте ки миселлҳо сохторҳои баланд заряднокро ташкил медиҳанд, қувваи сусткунандаи атмосфераи ионӣ, ки аз ҷониби муқобил ионҳо ба вуҷуд омадааст, ба таври назаррас меафзояд - ин хосият метавонад барои танзими парокандагии нанохокаҳо истифода шавад. Аз ин ду сабаб, гузаронандагии эквивалентии маҳлул бо афзоиши консентратсия аз CMC зуд коҳиш меёбад, ки ин нуктаро ба як усули боэътимод барои муайян кардани консентратсияи муҳими миселлҳои сурфактантҳо табдил медиҳад.
Сохтори миселлаҳои сурфактанти ионӣ одатан курашакл буда, аз се қисм иборат аст: ядро, пӯст ва қабати дугонаи электрикии паҳншуда. Ядро аз занҷирҳои гидрофобии гидрокарбон, ки ба гидрокарбонҳои моеъ монанданд, иборат аст, ки диаметри онҳо аз тақрибан 1 то 2,8 нм аст. Гурӯҳҳои метиленӣ (-CH₂-), ки ба гурӯҳҳои сари қутбӣ наздиканд, қутбияти қисман доранд ва баъзе молекулаҳои обро дар атрофи ядро нигоҳ медоранд. Ҳамин тариқ, ядрои миселла дорои...миқдори зиёди оби дармондаро дар бар мегирад ва ин гурӯҳҳои -CH₂- пурра ба ядрои гидрокарбонҳои моеъмонанд муттаҳид нашудаанд, балки ба ҷои он қисми қабати миселлаҳои ғайримоеъро ташкил медиҳанд.
Қабати миселла инчунин ҳамчун интерфейси миселла-об ё фазаи сатҳӣ маълум аст. Он на ба интерфейси макроскопӣ байни миселлаҳо ва об, балки ба минтақаи байни миселлаҳо ва маҳлули сурфактанти обии мономерӣ ишора мекунад. Барои миселлаҳои сурфактанти ионӣ, қабат аз қабати дарунии Стерн (ё қабати адсорбсияи собит)-и қабати дукаратаи электрикӣ бо ғафсии тақрибан аз 0,2 то 0,3 нм ташкил карда мешавад. Қабати он на танҳо гурӯҳҳои сарлавҳаи ионии сурфактантҳо ва як қисми муқобилҳои пайвастшуда, балки инчунин қабати гидрататсияро аз сабаби гидрататсияи ин ионҳо дар бар мегирад. Қабати миселла сатҳи ҳамвор нест, балки интерфейси "ноҳамвор" аст, ки натиҷаи ноустувории аз ҳаракати гармии молекулаҳои мономери сурфактант ба вуҷуд омада мебошад.
Дар муҳитҳои ғайриобӣ (равғанӣ), ки дар онҳо молекулаҳои равған бартарӣ доранд, гурӯҳҳои гидрофилии сурфактантҳо ба дарун ҷамъ шуда, ядрои қутбиро ташкил медиҳанд, дар ҳоле ки занҷирҳои гидрофобии гидрокарбон қабати берунии миселларо ташкил медиҳанд. Ин намуди миселларо дар муқоиса бо миселлаҳои обии анъанавӣ сохтори баръакс дорад ва аз ин рӯ, миселлаҳои баръакс меноманд; баръакс, миселлаҳоеро, ки дар об ҳосил мешаванд, миселлаҳои муқаррарӣ меноманд. Расми 4 модели схематикии миселлаҳои баръаксро нишон медиҳад, ки аз ҷониби сурфактантҳо дар маҳлулҳои ғайриобӣ ташкил карда шудаанд. Дар солҳои охир, миселлаҳои баръакс дар синтез ва омода кардани интиқолдиҳандагони наноандозаи доруворӣ, бахусус барои капсулятсияи доруҳои гидрофилӣ, васеъ истифода мешаванд.
Вақти нашр: 26 декабри соли 2025