Mechanizm usuwania brudu Zwilalno substancji Napicie powierzchniowe cieczy

Mechanizm usuwania brudu - Zwilżalność substancji, Napięcie powierzchniowe cieczy, Twardość wody, Kamień kotłowy i zmiękczanie wody

Zwilżalność substancji v. Polarność wody – cząsteczka wody ma budowę polarną (dwubiegunową): O 2δδ+ δ+ + H H v Substancje hydrofobowe (nielubiące wody – o budowie niepolarnej) np. tworzywa sztuczne, metale, tłuszcze, szkło, tkaniny syntetyczne, nie są zwilżane przez wodę, woda nie rozpływa się i nie wnika w pory tych substancji.

Zwilżalność substancji - cd v. Substancje niezwilżalne: v. Substancje zwilżalne – substancje o budowie polarnej – hydrofilowe (lubiące wodę, np. drewno, glina, beton, tkaniny lniane, bawełniane) - są zwilżane wodą, woda wnika w pory i rozpływa się po ich powierzchni

Napięcie powierzchniowe wody v między polarnymi cząsteczkami wody występują wiązania wodorowe, powstają usieciowane asocjaty (aglomeraty) o dużych masach cząsteczkowych, v woda dąży do zamknięcia jak największej objętości przy minimalnej powierzchni, taki warunek spełnia kula, v siły spójności wynikające z wiązań wodorowych wewnątrz kropli równoważą się wzajemnie, v na powierzchni wody (na granicy faz cieczpowietrze) siły skierowane są tylko do wewnątrz kropli wody, v powierzchnia wody zachowuje się jak sprężysta i napięta błona – to zjawisko określane jest jako napięcie powierzchniowe wody

Napięcie powierzchniowe wody - cd v siły spójności wewnątrz kropli i na granicy faz ciecz – powietrze: v podobne zjawisko występuje w przypadku rtęci, jednak siły spójności są większe niż w przypadku wody

Substancje powierzchniowo czynne (detergenty – surfaktanty) v Substancje powierzchniowo czynne – związki, które zmniejszają napięcie powierzchniowe wody, Ø każda substancja powierzchniowo czynna zbudowana jest z dwóch części o różnym powinowactwie do wody: ü ogonek – hydrofobowy (lipofilowy) – „nielubiący” wody ale „lubiący tłuszcze” ü główka – hydrofilowa (lipofobowa) – „lubiąca” wodę ale „nielubiąca” tłuszczów ogonek – hydrofobowy główka – hydrofilowa Ø do substancji powierzchniowo czynnych należą: mydła, proszki do prania, płyny do mycia naczyń, płyny do mycia i kąpieli

Mydło jako substancja powierzchniowo czynna v Dysocjacja jonowa (elektrolityczna) palmitynianu potasu (C 15 H 31 - COOK) Ø C 15 H 31 - COOK ↔ C 15 H 31 - COO- + K+ O Ø CH 3 – (CH 2)13 - CH 2 – C Ogonek hydrofobowy O - Główka hydrofilowa

Mydło jako substancja powierzchniowo czynna - cd v Mechanizm zmniejszania napięcia powierzchniowego wody przez cząsteczki mydła Ogonki hydrofobowe Powierzchnia wody Główki hydrofilowe v Cząsteczki mydła cz. hydrofilową (główki) są zanurzone w wodzie, a cz. hydrofobową (ogonkami) „dziurawią powierzchnię wody, zmniejszając napięcie powierzchniowe. v Efektem zmniejszenia napięcia jest zwiększona zdolność wody do zwilżania powierzeni hydrofobowych.

Mechanizm usuwania brudu v Tworzenie się piany na powierzchni wody - jony (aniony) mydła w wodzie tworzą skupiska – micele, w wewnątrz miceli zamknięty jest pęcherzyk powietrza – tworzenie się piany na wodzie Błonka wody v W trakcie prania roztwór zostaje silnie napowietrzony – na powierzchni powstaje piana.

Mechanizm usuwania brudu v Etapy: Ø hydrofobowe ogonki jonów mydła (detergentów) wnikają do cząstek brudu nierozpuszczalnego w wodzie, Ø pocieranie i mieszanie powoduje odrywanie cząstek brudu ze skóry lub tkaniny Ø jony (aniony) mydła (detergentów) zamykają (otaczają) w miceli oderwane cząstki brudu, brud zostaje usunięty, Ø micela zamykająca pęcherzyki powietrza i brudu unosi się na powierzchnię wody.