Что такое критическая концентрация мицелл?

Чистящие средства обычно содержат поверхностно-активные вещества или частицы, которые служат активными веществами на поверхности воды. Молекулы структурированы с головой, которая притягивается к воде, а хвост отталкивается от нее. Этот хвост прикрепляется к маслу и жиру и может задерживать грязь в водном растворе. Когда эти частицы достигают плотности на поверхности, где они больше не могут поместиться, это обычно называют критической концентрацией мицелл. Мицелла представляет собой сферическую или эллиптическую структуру, образованную, когда молекулы поверхностно-активного вещества собираются вместе, и головки собираются на поверхности, а хвосты направлены внутрь.

Критическая концентрация мицелл - это измерение, которое может помочь определить, когда поверхностно-активные вещества будут образовывать эти структуры. Факторы, которые можно использовать для прогнозирования образования мицелл, включают поверхностное натяжение. Напряжение на поверхности воды обычно уменьшается с увеличением концентрации поверхностно-активных веществ. Переменные концентрации частиц и поверхностного натяжения могут быть графически представлены, чтобы обеспечить визуальную подсказку относительно математического начала критической концентрации мицелл. Приборы с компьютерным управлением и лабораторное программное обеспечение часто используются для контроля решений и проведения этих измерений.

Другими факторами, которые могут влиять на критическую концентрацию мицелл, являются температура, атмосферное давление, а также другие поверхностно-активные вещества в растворе. Мицеллы обычно образуются только выше определенной температуры. Например, критическая концентрация мицелл додецилсульфата натрия в воде обычно составляет 77 ° F (25 ° C), если не добавляются никакие другие соединения. Меньше частей поверхностно-активных веществ, отталкиваемых от воды, подвергаются воздействию, обычно уменьшая энергию и поверхностное натяжение жидкости.

Как только достигается критическая концентрация мицелл, любые добавленные поверхностно-активные вещества обычно образуют мицеллы немедленно. Проводимость, а также фотохимические свойства раствора также могут влиять на точку образования мицелл, но способ измерения раствора может влиять на них и, следовательно, на критическую концентрацию мицелл. Обычно важно знать, сколько молекул поверхностно-активного вещества находится на поверхности раздела и сколько остается в объеме. Иногда пузырьки воздуха, поднимающиеся на поверхность, могут нарушить поверхность раздела и снизить общую концентрацию поверхностно-активных веществ.

Свойства поверхностно-активных веществ могут быть нанесены на график для определения скорости изменения. В пределах определенного диапазона может быть найдена критическая концентрация мицелл; это часто достигается с помощью экспериментов и математических расчетов. Часто можно выполнить обратное измерение, которое может быть полезным при низких концентрациях поверхностно-активного вещества и при наличии большого количества растворителя.