Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Поверхностно-активные вещества: принцип действия

схема действия ПАВ

Рисунок 1: Поверхностно-активные вещества: схема действия

Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот (мыла) являются поверхностно-активными веществами, способными образовывать стойкие мыльные пленки. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) могут определенным образом располагаться на границе раздела двух фаз, например таких как вода- воздух или вода- масло. Такое поведение ПАВ объясняется особенностью их строения: молекула ПАВ, например мыла, включает как полярную, способную ионизироваться гидрофильную группировку, так и неполярную гидрофобную часть – углеводородный радикал. На границе раздела фаз к воде ориентируется гидрофильная группа, а к масляной фазе или воздуху –углеводородный радикал.

мицеллы мыла

Рисунок 2: Мицеллы мыла

В водной среде при определенной концентрации молекулы ПАВ существуют уже не в виде изолированных частиц, а как большие агрегаты – мицеллы, у которых все углеводородные находятся в центре мицеллы, а гидрофильные группы – снаружи (рис. 2а). Мицелла способна «захватывать» частички водонерастворимых веществ и создавать стойкие эмульсии, так как слипанию мицелл препятствует одноименный заряд их поверхностей (рис. 2б).На этом принципе основано моющее действие мыл. Загрязнение представляют собой жировую пленку с частичками пыли. Мыла эмульгируют загрязнения, после чего эмульсия легко смывается водой.


Синтетические ПАВ и моющие средства

Для производства мыла необходимо большое количество жиров – ценного пищевого и технического продукта. Между тем поверхностной активностью обладают и другие органические соединения, имеющие сходное строение с мылами.

К ним относятся:

  • анионные ПАВ (например, натриевые соли алкилсульфатов, алкилсульфонатов);
  • катионные ПАВ (например четвертичные алкиламмониевые соли)
формулы поверхностно-активных веществ

Рисунок 3: формулы синтетических поверхностно-активных веществ

Анионные и катионные поверхностно-активные вещества обязательно содержат в молекуле длинный алкильный радикал 12– С14)

 Синтетические ПАВ получают в промышленности из доступного углеводородного сырья, главным образом, нефтяного, поэтому они недороги. Другое достоинство моющих средств на основе синтетических ПАВ заключается в возможности их использования в жесткой воде, в которой обычные мыла дают нерастворимые кальциевые и магниевые соли, что снижает эффективность моющего действия и повышает расход мыла.


Твины

Общая формула твинов

Рисунок 4: Общая формула твинов

В последнее время широкое применение в промышленности (например в текстильной) находят поверхностно-активные вещества твины. В фармации они служат синтетической эмульгирующей основой при изготовлении мазей.

Твины построены по общему принципу, как и остальные ПАВ, то есть в их молекулах имеются неполярные и полярные части. Основу молекулы составляет циклический четырехатомный спирт сорбитан, в котором от одной до трех гидроксильных групп этерифицированы высшими жирными кислотами. Радикалы этих кислот составляют неполярную часть молекулы.

Оставшиеся гидроксильные группы образуют эфирную связь с остатками полиэтиленгликоля –(CH2CH2O)nCH2CH2OH, где n=40-80. Фрагменты полиэтиленгликоля представляют полярную часть твинов.


 

Список литературы: Органическая химия, А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А. Тюкавкина,1998 год
Автор:
Источник: Органическая химия, А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А. Тюкавкина,1998 год
Дата в источнике: 1998 год
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter