Titik awan – definisi, mekanisme dan kaedah pengukuran

Mekanisme keterlarutan surfaktan dalam air

Keterlarutan ialah sifat fizikal sebatian kimia, bergantung terutamanya pada jenis bahan yang dilarutkan dan larutan tempat ia dilarutkan . Ia dipengaruhi, antara lain, oleh suhu larutan yang digunakan dan tekanan yang dikenakan. Mekanisme pelarutan berbeza-beza bergantung pada bahan yang dilarutkan dan mungkin berkaitan dengan:

• Pemisahan dan pembentukan ion dalam kes sebatian ionik,
• Pembentukan ikatan hidrogen antara molekul air dan oksigen eter dalam kumpulan oksialkilena dalam kes sebatian bukan ionik.

Selain itu, terdapat hubungan yang perlu disebut apabila mempertimbangkan keterlarutan surfaktan:

• Lebih banyak kumpulan eter dalam molekul surfaktan, lebih tinggi keterlarutannya dalam air. Ini disebabkan oleh peningkatan hidrofilikiti.
• Semakin tinggi suhu, semakin rendah keterlarutan, yang menyebabkan larutan menjadi keruh.

Suhu di mana dua fasa mula terpisah dalam larutan dan larutan menjadi heterogen ialah titik awan.

Kehadiran garam tak organik dalam air boleh menurunkan titik awan larutan surfaktan.

Hidrotrop, sekumpulan sebatian kimia tertentu, digunakan untuk menghalang titik awan daripada menurun.

Apakah hidrotrop itu?

Ia adalah bahan yang mempunyai keupayaan untuk mengubah keterlarutan sebatian kimia dalam air. Ia dicirikan oleh amfifilisiti, iaitu ia mempunyai serpihan hidrofobik dan hidrofilik dalam molekulnya. Di atas kepekatan tertentu, yang dipanggil kepekatan hidrotropik, ia membentuk misel. Oleh itu, fungsi utamanya adalah untuk menghalang pemendakan komponen daripada formulasi yang kaya dengan surfaktan pada suhu rendah. Strukturnya serupa dengan surfaktan, tetapi ekor hidrofobiknya lebih pendek.

Lihat agen hidrotropik yang tersedia daripada Kumpulan PCC.

Flokulasi dan koagulasi

Surfaktan dalam bentuk misel , seperti semua larutan koloid di bawah keadaan tertentu, cenderung bergabung menjadi kelompok yang lebih besar, atau agregat. Pembekuan membawa kepada pengurangan luas antara muka, mengakibatkan pemisahan fasa individu. Flokulasi juga membawa kepada pembentukan agregat yang lebih besar, tetapi ini boleh bergerak bebas dalam medium penyebaran. Faktor yang mempengaruhi proses ini ialah sifat lapisan berganda elektrik di sekeliling misel.

Lihat flokulan dalam rangkaian produk Kumpulan PCC.

Surfaktan bukan ionik

Perjalanan proses yang bertujuan untuk menghasilkan kluster yang lebih besar bergantung sepenuhnya pada kapasiti penghidratan kumpulan -OH atau -(CH2CH2O)n-. Apabila suhu meningkat, tahap penghidratan berkurangan. Ini mengakibatkan penggumpalan larutan surfaktan misel dan pencampuran fasa seterusnya antara satu sama lain.

Semasa proses ini, fasa akueus yang lutsinar, yang hampir tidak mempunyai surfaktan, dan fasa yang jelas keruh yang mengandungi larutan koloid surfaktan yang sangat pekat dapat diperhatikan. Oleh itu, kekeruhan larutan adalah akibat daripada kehadiran agregat surfaktan besar di dalamnya, yang menyebabkan penyebaran cahaya yang boleh dilihat melalui larutan. Pemisahan fasa dapat diperhatikan dalam julat suhu tertentu, berhampiran titik awan.

Campuran surfaktan anionik dan kationik

Fenomena kekeruhan larutan juga diperhatikan dalam campuran bahan aktif permukaan anionik dan kationik, tetapi ia disebabkan oleh mekanisme lain. Bergantung pada nisbah surfaktan anionik dan kationik yang terdapat dalam larutan, serta kehadiran elektrolit, sistem tersebut mungkin larutan misel jernih atau sistem mendakan-koaservat dengan pelbagai keseimbangan bersama.

Bergantung pada komposisi campuran yang digunakan, hubungan antara titik awan dan pecahan molar salah satu komponen boleh dinyatakan menggunakan graf ciri. Kajian empirikal telah menunjukkan bahawa peningkatan pecahan surfaktan anionik dari ~0.47 hingga ~0.51 menyebabkan penurunan titik awan. Dari ~0.51 hingga ~0.57, peningkatan CP diperhatikan. Secara amnya, boleh dikatakan juga bahawa kehadiran elektrolit dalam larutan menyebabkan penurunan titik awan.

Titik awan – kebolehbalikan transformasi

Larutan surfaktan menjadi keruh apabila dipanaskan, tetapi hasil daripada kebolehbalikan transformasi, ia menjadi jernih semula apabila disejukkan pada suhu tertentu.

Apakah yang mempengaruhi titik awan?

1. 1. Bahan cemar: lebih banyak bahan cemar dalam larutan, lebih rendah takat awan. Zarah tambahan mengganggu struktur dan menghalang pembentukan misel.
   2. Tekanan: semakin tinggi tekanan, semakin tinggi takat awan. Tekanan tinggi menggalakkan pembentukan struktur yang lebih padat.
   3. Pelarut,
   4. Surfaktan: untuk surfaktan bukan ionik yang paling biasa, hubungan berikut terpakai:
      1. Struktur kimia – panjang rantai hidrofobik,
      2. Darjah oksietilasi

Semakin panjang rantai hidrofobik dan semakin rendah darjah oksietilasi, semakin rendah titik awan.

Kaedah untuk menentukan titik awan

1. 1. Kaedah visual
      1. Pemerhatian visual semasa pemanasan larutan secara beransur-ansur,
      2. Penggunaan peranti khusus yang menggunakan teknik pemanasan terkawal,
   2. Kaedah spektrofotometri
      1. Pengukuran penyerapan atau transmisi cahaya, yang berubah mengikut suhu,

Kepentingan parameter titik awan

• Industri makanan dan kimia, termasuk penentuan sifat-sifat formulasi surfaktan.
• Kawalan kualiti bahan api dan minyak,
• Penentuan sifat-sifat bahan, seperti polimer dan lemak,