חומר פעיל על פני השטח או חומרים פעילי שטח הם מולקולות שהן אמפיפיליות (בעלות תכונות הידרופיליות וליפופיליות כאחד). הידרופילי הוא סוג של תרכובת שיכולה לקשור מים, בעוד ליפופיל היא תרכובת שיכולה לקשור שמן ולשנוא מים (הידרופובי). פעילי שטח ניתן למצוא בסבונים, דטרגנטים ותמיסות ניקוי. חומרים פעילי שטח הם מולקולות שיכולות להיספג בממשק נוזל-גז. כאשר מכניסים אותו למים, חומר השטח יתיישר עם החלק ההידרופובי שלו באוויר, בעוד החלק ההידרופילי שלו נמצא במים כך שהוא יכול להפחית את המתח על פני השטח או בממשק החומר.
כיצד פועלים חומרים פעילי שטח
כאשר יש כמויות מספיקות של מולקולות פעילי שטח בתמיסה, הן ישתלבו ויצרו מבנים הנקראים מיצלות. כאשר נוצרים מיצלות, ראשו של חומר השטח שאוהב מים יתמקם כך שייחשף למים, בעוד הזנב השונא מים יתקבץ באמצע מבנה המיצל כך שהוא מוגן מפני מים. לאחר מכן, המיצלות פועלות כיחידה להסרת זיהומים שונים, כגון לכלוך או כתמי שמן. הזנב שונא המים נמשך אל האדמה ומקיף אותה, בעוד ראש פעיל השטח מושך את האדמה מהמשטח אל תמיסת הניקוי. תראה את הלכלוך שיורד משטח החפץ מתחיל לזהם את המים או את תמיסת הניקוי. לאחר מכן, המיצלות נוצרות מחדש עם זנבות המחזיקים את האדמה במקומה במרכז המבנה.
סוגי חומרים פעילי שטח
להלן סוגים של פעילי שטח המבוססים על ההבדל במטען על ראשיהם ההידרופיליים.
1. חומרים פעילי שטח אניונים
לחומרי שטח אניונים יש קצה מטען שלילי של המולקולה שהוא הידרופילי. חלק זה בעל מטען שלילי של המולקולה הוא בדרך כלל סולפונט, סולפט או קרבוקסילאט. דוגמאות לחומרי שטח אניוניים הם נתרן אלקילבנזן סולפונט, נתרן סטארט ואשלגן אלכוהול גופרתי שנמצאים בדרך כלל בסבונים ובחומרי ניקוי.
2. חומרים פעילי שטח לא יוניים
פעילי שטח לא-יוניים הם סוגים של פעילי שטח שאין להם יונים. פעילי שטח אלו רוכשים את הקוטביות שלהם מכיוון שלמולקולה בקצה אחד יש חלק עשיר בחמצן ובקצה השני יש מולקולה אורגנית גדולה. דוגמאות לחומרי שטח לא-יוניים הם אלכוהול אתוקסילטים, אלכוהול נונילפנוקסי פוליאתילן וקופולימרים בלוק אתילן אוקסיד/פרופילן אוקסיד. חומרים פעילי שטח לא יוניים הם בדרך כלל לא מקציפים או מקציפים נמוך, מה שהופך אותם למתאימים לשימוש כמרכיב בייצור של דטרגנטים בעלי קצף נמוך.
3. חומרים פעילי שטח קטיוניים
חומרים פעילי שטח קטיוניים הם מולקולות טעונות חיוביות הנגזרות בדרך כלל מתרכובות חנקן. לחומרי שטח קטיוניים רבים יש תכונות חיטוי או ניקוי, כגון קוטל חיידקים או אחר. חומר פעיל שטח זה שימושי להכנת חומרי חיטוי המשאירים שכבת חיטוי קטיוני על פני השטח. דוגמה לחומר פעיל שטח קטיוני הוא אלקיל אמוניום כלוריד.
4. חומרים פעילי שטח אמפוטריים
פעילי שטח אמפוטריים הם פעילי שטח שהמטען שלהם משתנה עם ה-pH. חומרים פעילי שטח אלה יכולים להיות סוגים אניונים, לא יוניים או קטיוניים, בהתאם ל-pH. פעילי שטח אמפוטריים משמשים לעתים קרובות במוצרי טיפוח אישיים, כגון שמפו ומוצרי קוסמטיקה. דוגמאות לחומרי שטח אמפוטריים הם תחמוצות בטאין ואמיניות. [[מאמר קשור]]
תפקוד פעילי שטח
אחד התפקידים הנפוצים ביותר של חומרים פעילי שטח הוא כמרכיב העיקרי בייצור חומרי ניקוי או חומרי ניקוי. בחומרי ניקוי, פעילי שטח מתפקדים להגברת תכונות הפיזור וההרטבה של מולקולות כך שהם עוזרים ללכוד לכלוך ולהקל על הסרתו. מלבד זאת, הנה כמה פונקציות אחרות של פעילי שטח המשמשים בחיי היומיום.
- תפקידם של פעילי שטח במוצרי ניקוי הוא להפעיל פעילות על פני השטח כך ללכלוך ניתן לקשור ולהשתחרר ממשטחים אחרים המחוברים ללכלוך, למשל על בגדים, משטחי רצפה, משטחי שולחן וכדומה.
- בצביעת טקסטיל, חומרים פעילי שטח הם מולקולות המשמשות כדי לעזור לצבע לחדור את הבד באופן שווה.
- תפקיד נוסף של חומרים פעילי שטח הוא כחומר מתחלב או כחומר מקציף.
- חומרים פעילי שטח שהם ליפופיליים יותר ופחות הידרופיליים יכולים לשמש כחומרי מסיר קצף או כחומר מתחלב.
- חומרים פעילי שטח יכולים לתפקד גם כקוטלי חיידקים, קוטלי פטריות וקוטלי חרקים.
- חומרים פעילי שטח יכולים לשמש גם לעיכוב קורוזיה. תפקידו של חומר השטח כאן הוא להגביר את זרימת הנפט בסלע הנקבובי וליצור אירוסולים.
זה הסבר על פעילי שטח, החל מהסוגים, הדוגמאות ועד לתפקודיהם. מקווה שזה יעזור לך להבין איך מולקולה זו פועלת. אם יש לך שאלות לגבי בעיות בריאות, אתה יכול לשאול את הרופא שלך ישירות באפליקציית הבריאות המשפחתית של SehatQ בחינם. הורד את אפליקציית SehatQ עכשיו ב-App Store או ב-Google Play.
