臨界ミセル濃度とは何ですか？

クリーニング製品には通常、界面活性剤、または水の表面で活性剤として機能する粒子が含まれています。 分子は、水に引き寄せられる頭で構成され、尾は水からはじかれます。 この尾部は油とグリースに付着し、汚れを水性溶液に懸濁させる可能性があります。 これらの粒子が表面に収まらない密度に達すると、これは通常、臨界ミセル濃度と呼ばれます。 ミセルは、界面活性剤分子が集まって形成される球形または楕円形の構造であり、頭が表面に集まり、尾が内側を向く。

臨界ミセル濃度は、界面活性剤がこれらの構造を形成する時期を判断するのに役立つ測定値です。 ミセル形成の予測に使用できる要因には、表面張力が含まれます。 通常、水面の張力は、界面活性剤の濃度が高くなると低下します。 粒子濃度と表面張力の変数をグラフ化して、臨界ミセル濃度の数学的開始に関する視覚的な手がかりを提供できます。 多くの場合、ソリューションを制御し、これらの測定を行うために、コンピューター制御機器と実験室ソフトウェアが使用されます。

臨界ミセル濃度に影響を与える可能性のある他の要因は、温度、大気圧、および溶液中の他の表面活性物質です。 ミセルは通常、特定の温度以上でのみ形成されます。 たとえば、水中のドデシル硫酸ナトリウムの臨界ミセル濃度は、他の化合物が添加されていない場合、通常77°F（25°C）です。 水からはじかれた界面活性剤のより少ない部分が露出し、通常、流体のエネルギーと表面張力が低下します。

臨界ミセル濃度に達すると、一般に添加された界面活性剤はすぐにミセルを形成します。 溶液のコンダクタンスおよび光化学特性もミセル形成のポイントに影響を与える可能性がありますが、溶液の測定方法がこれらに影響を与える可能性があり、したがってミセルの臨界濃度に影響を与える可能性があります。 通常、表面界面にある界面活性剤分子の数とバルクに残っている界面活性剤分子の数を知ることが重要です。 気泡が表面まで上昇すると、界面が乱れ、界面活性剤の全体的な濃度が低下することがあります。

界面活性剤の特性をプロットして、変化率を決定できます。 特定の範囲内で、臨界ミセル濃度を見つけることができます。 多くの場合、これは実験と数学的計算によって達成されます。 多くの場合、逆測定を実行できます。これは、低界面活性剤濃度で、大量の溶媒がある場合に役立ちます。