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界面活性剤(その2)基本の話し

界面活性剤の基本構造

界面活性剤は、ひとつの分子の中に「水になじみやすい部分(親水基)」と「油になじみやすい部分(親油基または疎水基:これからの説明には原則として疎水基の方を用います)」の両方をあわせもつという特徴をもっている。

界面活性剤の主な性質

ひとつの分子の中に親水基と疎水基をあわせもつというこのたいへんユニークな化学構造のため、界面活性剤はいろいろな性質を示す。その中から基本的な性質について説明する。

1,表面張力(界面張力)の低下

静かに水をコップに満たしていくと、水はコップの端から盛り上がってもこぼれません。これは水がお互いの分子同士で強く引き合っている(表面張力が強い)から。ここに薄めた台所洗剤を1滴たらすと、表面張力が弱まって盛り上がった部分の水はこぼれてしまう。なぜ表面張力が弱まるのか? 台所洗剤に含まれる界面活性剤は一瞬のうちに水の表面に配列して表面を覆ってしまう。この時に界面活性剤は親水部分を水の中に入れ、疎水部分を空気中に突き出して配列している、すると、水の表面はあたかも疎水性の表面のようになってしまう。疎水性の表面は表面張力が弱いために盛り上がることができずに、溢れてこぼれてしまう。

2、分子の集合とミセルの形成

水に溶けている界面活性剤はその濃度が低い場合には1つの分子がばらばらに存在するよりも、界面(表面)に集まって配列しやすい性質をもつ。このような現象を吸着と呼ぶ。 さらに水中の界面活性剤濃度を高くしていくと水面は界面活性剤の分子で満員になり、水中では数多くの界面活性剤分子がお互いに集まり、親水基を水側に向けた球体(ミセル)をつくっつく。(このときの濃度を臨界ミセル濃度という)ミセルができると水に溶けない油を水の中に添加した場合、その油をミセルの中に取り込む(可溶化)こともでき、外見では油が水に溶け込んだように見える。

界面活性剤の種類

界面活性剤は数多くの機能を発揮する(活性を持つ)ために分子設計され、大きく分けて4つのタイプが存在する。 それぞれ水に溶けた時に、電離してイオン(電荷をもつ原子または原子団)となるイオン性界面活性剤が3タイプあり、イオンにならない非イオン(ノニオン)界面活性剤の1つとで合計4つのタイプがある。 またイオン性界面活性剤の3つのうち、水に溶けた場合のイオンの種類により、アニオン(または陰イオン)界面活性剤、カチオン(または陽イオン)界面活性剤および両性(陰イオンと陽イオンの両方を併せ持つ)界面活性剤に分類される。

詳細を書きかけたがそれは専門家に譲ろう(^^; 化学ではなくもっと分かりやすい喩えがないものだろうか…はい、次に続く(笑)

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