Wat is kritische micelconcentratie?
Reinigingsproducten hebben meestal oppervlakteactieve stoffen of deeltjes die dienst doen als actieve middelen aan het wateroppervlak. De moleculen zijn gestructureerd met een hoofd dat wordt aangetrokken door water, terwijl de staart ervan wordt afgestoten. Deze staart hecht aan olie en vet en kan vuil suspenderen in een waterige oplossing. Wanneer deze deeltjes aan het oppervlak een dichtheid bereiken waar er niet meer kan passen, wordt dit meestal de kritische micelconcentratie genoemd. Een micel is een bolvormige of elliptische structuur gevormd wanneer de oppervlakteactieve moleculen samenkomen en de koppen zich verzamelen aan het oppervlak terwijl de staarten naar binnen richten.
De kritische micelconcentratie is een meting die kan helpen bepalen wanneer oppervlakteactieve stoffen deze structuren zullen vormen. Factoren die kunnen worden gebruikt om de vorming van micellen te voorspellen, zijn oppervlaktespanning. De spanning aan het wateroppervlak neemt typisch af met een grotere concentratie aan oppervlakte-actieve stoffen. Deeltjesconcentratie en oppervlaktespanningsvariabelen kunnen in een grafiek worden weergegeven om een visuele aanwijzing te geven met betrekking tot het wiskundige begin van de kritische micelconcentratie. Computergestuurde instrumenten en laboratoriumsoftware worden vaak gebruikt om oplossingen te besturen en deze metingen uit te voeren.
Andere factoren die de kritische micelconcentratie kunnen beïnvloeden, zijn temperatuur, atmosferische druk en andere oppervlakteactieve stoffen in de oplossing. Micellen vormen zich meestal alleen boven een bepaalde temperatuur. De kritische micelconcentratie van natriumdodecylsulfaat in water is bijvoorbeeld typisch 25 ° C (77 ° F) als er geen andere verbindingen worden toegevoegd. Minder delen van de oppervlakteactieve stoffen afgestoten door water worden blootgesteld, gewoonlijk verminderen de energie en de oppervlaktespanning van de vloeistof.
Zodra de kritische micelconcentratie is bereikt, vormen eventueel toegevoegde oppervlakteactieve stoffen in het algemeen onmiddellijk micellen. Geleidbaarheid en fotochemische eigenschappen van een oplossing kunnen ook het punt van micelvorming beïnvloeden, maar hoe de oplossing wordt gemeten, kan deze beïnvloeden, en dus de kritische micelconcentratie. Het is meestal belangrijk om te weten hoeveel oppervlakteactieve moleculen zich aan het oppervlak bevinden en hoeveel er nog in bulk overblijven. Soms kunnen luchtbellen die naar het oppervlak stijgen, de interface verstoren en de algehele concentratie van oppervlakteactieve stoffen verlagen.
De eigenschappen van oppervlakteactieve stoffen kunnen worden uitgezet om de mate van verandering te bepalen. Binnen een bepaald bereik kan de kritische micelconcentratie worden gevonden; dit wordt vaak bereikt door experimenten en wiskundige berekeningen. Het is vaak mogelijk om de omgekeerde meting uit te voeren, wat nuttig kan zijn bij lage concentraties oppervlakteactieve stoffen en wanneer er grote hoeveelheden oplosmiddel zijn.