مؤثر سطحي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
رسم توضيحي لانتشار عامل فعالية سطحية ضمن كأس من الماء وتشكل جزيء غرواني
توليد المؤثر السطحي للرغاوي.

عوامل الفعالية السطحية أو فاعل بالسطح (بالإنجليزية: Surfactants) : أتى اسمها من أوائل حروف (surface acting agents ). وكما عرفها النظام الألماني لعوامل التنظيف والمنظفات (Waschmittelgesetz)، فإنها مركبات قطبية عضوية ذات أجزاء كارهة للماء وزمرة محبة للماء.[1]

يحدد المصطلح أيضا المركبات الذوابة في الماء المستخدمة من أجل التبليل، والغسيل، والاستحلاب، والتشتييت، والتي تتراكم عند السطوح الحدودية، فتنقص الشد السطحي. ويبلغ تركيز عوامل الفعالية السطحية في السطح الحدودي حوالي 500 ضعف التركيز داخل المحلول المائي[1].

إن لبنية جزيئات العوامل مقومان مميزان. الجزء الأول من الجزيء هو الذيل الكاره للماء، مثل سلسلة ألكيلية طويلة (C15H31–)، والجزء الآخر هو الرأس المحب للماء وهو زمرة أيونية أو قطبية مثل شاردة الكربوكسيلات (–CO2 –). تمثل عوامل الفعالية السطحية برسم تخطيطي يتألف من خط يمثل الجزء العضوي الكاره للماء (محب للدهنالذيل، وبدائرة تمثل الزمرة المحبة للماء، الرأس. تحتوي الزمرة الكارهة للماء عادة على سلسلة هيدروكربونية مع مركبات ألكيلية و/أو أريلية. وظيفة الزمرة الكارهة للماء كجزء من عوامل الفعالية السطحية هي نبذها من الأوساط المائية عندما توضع فيها[1].

يجب أن نذكر أيضاً وجود روابط فان دير فالس بين السلسلة الهيدروكربونية (النمط المفضل في الزمرة الكارهة للماء) وجزئيات الماء. من جهة أخرى، فإن جزيئات الماء ترتبط مع بعضها بروابط أقوى وبالتالي تميل لإزاحة السلسلة الهيدروكربونية. وهذا يشرح لماذا يلعب حجم السلسلة الهيدروكربونية دوراً أساسيا في انحلالية عوامل الفعالية السطحية[1].

الخواص[عدل]

تعمل عوامل الفعالية السطحية على تقليل التوتر السطحي للسائل أو الغاز عن طريق امتصاص السطح الفاصل بين الغاز والسائل، كما تقلل التوتر الوجهي عن طريق امتصاص السطح الفاصل سائل وسائل (كالزيت والماء مثلاً). الكثير من عوامل الفاعلية السطحية بإمكانها أن تشكل تجمعات كبيرة في المحاليل الضخمة، يقسم عامل الفعالية السطحية إلى مذيلات وحويصلات، تركيز عامل الفعالية السطحية الذي تبدأه الذي يكون أولاً عبر المذيلات يسمى بالتركيز المذيلي الحرج، عندما تتكون المذيلات في الماء فان ذيولها تكون في الصميم لتوقف عمل الزيت الاعتيادي، ويبقى رأسها متصلاً مع الماء أيضاً في الوقت نفسه، لكن إذا تجمع عامل الفعالية السطحية في الزيت فان شكله يكون معاكساً حيث أن الرأس يكون في الصميم والذيل متصلاً مع الزيت.

يصنف عامل الفعالية السطحية إلى أربعة أقسم رئيسية: أنيوني وكاتيوني وغير أيوني وأمفوتيرية.

الديناميكا الحرارية لعامل الفعالية السطحية مهمة جداً نظرياً وعملياً لأنه يمثل أجهزة في حالات مرتبة وغير مرتبة، محاليل قد تتضمن مرحلة مرتبة (كما في المذيلات) ومرحلة غير مرتبة (كما في جزيئات وأيونات فاعل بالسطح).

المنظفات مثلاً قد تحتوي عامل فعالية سطحية لأن الأخير يساعد على قدرة اختراق الماء للتربة ويمتد تأثيره لأيام معدودة، ويجدر التنويه إلى أن الكثير من هذه المنظفات تحتوي على مراحل متطورة من مركبات كيميائة مثل الصوديوم والبورون والتي تكون ضارة جداً للنباتات ولا يجب استعمالها، وهذا هو أحد أسباب نصح الناس ما زال العلماء في بحث مستمر لايجاد نوع من الفواعل بالسطح لا تضر النباتات ولكن إلى ذلك الحين ما زالوا يقوموا بعملية حت التربة عن طريق المكروبات (الكائن المتولد المجهري).

اقرأ أيضًا[عدل]

ثبت المراجع[عدل]

  1. ^ أ ب ت ث Rouette، Hans-Karl. Encyclopedia Of Textile Finishing. New York: Springer. ISBN 978-3540654902.