Yüzey Aktif Maddeler

Çözünen tanecikler içteki çözücü moleküllerinin yüzeydeki çözücü moleküllerini içe doğru çekmesini belli ölçüde engellediğinden çözeltilerin yüzey gerilimi saf çözücüye göre genellikle düşüktür. Çözücünün yüzey gerilimini düşüren maddeler yüzey aktif, değiştirmeyenler ise yüzey inaktif olarak isimlendirilmektedir.

Sulu çözeltiler için yüzey aktif maddeleri; organik asitler,alkoller, esterler, eterler,aminler ve ketonlar şeklinde; yüzey inaktif maddeleri ise inorganik elektrolitler,organik asitlerin tuzları,molar kütleleri küçük olan bazlar yanında şeker ve gliserin gibi uçucu ve elektrolit olmayan maddeler şeklinde sıralayabiliriz.

Yağ asitleri gibi suyun yüzey gerilimini önemli ölçüde düşüren maddeler, hem polar hidrofilik(su seven)grup hem de apolar hidrofobik (su sevmeyen)grup ihtiva ederler. Yağ asitlerindeki –COOH grubu gibi hidrofilik gruplar, eğer molekülün kalan apolar kısmı çok büyük değilse, molekülün çözünürlüğünü arttırır.

Yağ asitlerinin hidrokarbon kısımları bir sulu çözeltinin iç kısımlarında rahatsızlık duyarlar (yani yüksek bir serbest enerjiye sahiptirler) ve onlar sıvının iç kısmından yüzeye getirmek çok az iş gerektirir. Bu sebeple yüzey gerilimini düşüren bir çözünen(yüzey aktif madde), çözeltinin yüzey tabakalarında birikir. Böyle çözünenlerin ara yüzeyde “pozitif adsorblandığı” söylenir.

AŞAĞIDAKİ şekil sembolik olarak bir yüzey aktif maddeyi göstermektedir.

Yüzey aktif bir madde sulu bir çözeltiye konduğunda aşağıdaki gibi polar kısmı suda apolar kısmı dışarıda olacak şekilde yüzeye yerleşir.

Bu maddelerin son derece az bir miktarı suyun yüzeyini bir tek katmanla bütünüyle örtmeye yeter. Yaklaşık 2mg mı suda bir metrekarelik bir alanı kaplamak için yeterlidir .

Bu moleküller yüzeyde daha mutludurlar, bu da yüzey enerjisinin azaldığı (yaklaşık 10kat) anlamına gelir. Diğer bir ifadeyle bir yüzey aktif madde molekülünü bulk fazdan yüzeye çıkarmak, su molekülünü bulk fazdan yüzeye çıkarmaktan daha kolay olması(yani daha az enerji gerektirmesi)sebebiyle yüzey aktif maddeler bulundukları çözeltinin yüzey gerilimini düşürürler diyebiliriz.

Yüzey Aktif Maddeler Anyonik Katyonik Sodyum stearat   Sodyum stearat CH3(CH2)16COO- Na+ Sodyum dodesil sülfat CH3(CH2)11SO4- Na+ Sodyum dodesil benzen sülfat CH3(CH2)11C6H4SO3 -Na+ Katyonik Dodesilamin hidroklorür CH3(CH2)11NH3+ Cl- Heksadesiltrimetil amonyum bromür CH3(CH2)15N(CH3)3+Br - İyonik olmayan Polietilen oksitler CH3(CH2)7C6H4 (OCH2CH2)8OH Amfolitik Dodesil betain C12H25N+(CH3)2CH2COO-

Bu maddelerin geniş bir uygulama alanı vardır Bu maddelerin geniş bir uygulama alanı vardır. Örneğin;evlerimizde temizlik maddesi olarak kullandığımız çeşitli bulaşık ve çamaşır deterjanları(sıvı veya toz halde) şampuanlar ve sabunlar aktif madde olarak yüzey aktif madde ihtiva ederler.

SABUN ENDÜSTRİSİ Tanım: Sabunlar yağ asitlerinin alkali tuzları olup, yüzey aktif maddelerinin bir bölümünü oluşturur. Sabunlar yağlardan elde edilen en az 6 C 'lu yağ asitlerinin Na ve K tuzlarıdır. 

DETERJANLAR Sulu çözeltilerinde iyonlaşıp iyonlaşmamalarına göre iki sınıfta değerlendirilir. 1. İyonik (İyonlaşan veya iyonik formda olan) yüzey aktif maddeler. 2. Noniyonik (iyonlaşmayan) yüzey aktif maddeler.  

1. İYONİK YÜZEY AKTİF MADDELER Bunlar; anyonik, katyonik ve amfoterik yüzey aktif maddelerdir. Suda iyonlaştıklarında hidrofil veya hidrofob gruplardan, hangi grup yüzey aktiflik özelliği gösteriyorsa o grubun ismi ile anılır. Katyonik yüzey aktif maddeler genellikle deterjan olarak kullanılmazlar. Dezenfektan veya hijyenik deterjan formüllerinde bulunmaktadırlar. Amfoterik yüzey aktif maddeler; içinde bulundukları çözeltinin pH değerine göre katyonik veya anyonik yüzey aktif madde özelliği gösterirler.

Anyonik Yüzey Aktif Maddeler Bir Lipofilik hidrokarbon grubu bir veya iki hidrofil grupla bağlantılı olan yüzey aktif maddelerdir. Çözelti içinde bir negatif iyon bir de pozitif yüklü iyon verecek tarzda disosiyasyona uğrarlar. Anyonik kısım yüzey aktif özellik gösterir. Ucuz üretimleri olduğundan özellikle deterjan endüstrisinde oldukça çok kullanılırlar. Sabunlar, Alkilbenzensulfonatlar(LAS), Alkansulfonatlar(SAS), a-Olefinsulfonatlar(AOS), a-sufoyağasi dimetilesterleri(SES), Yağ alkolsülfatları(FAS), Alkiletersülfatları(FES) bunlara örnektir.

Örnek: Sodyum Dodesil benzen sülfonat

2. NONİYONİK YÜZEY AKTİF MADDELER: Sulu çözeltilerinde iyonlaşmazlar. Ancak, molekül yapısında hidrofil ve hidrofob gruplar bulundururlar. Hidrofob ve hidrofil grupların, büyüklükleri orantılı şekilde ayarlanmak suretiyle yüzey aktiflik özellikleri kontrol edilebilmektedir.

TEMİZLEME İŞLEMİ:Kirler doku tarafından mekanik olarak yüzeylerinde tutulurlar. Yıkama olayının ilk safhası ıslatmadır. Burada su yıkanacak olan maddenin yüzey gerilimini düşürür. Bu su yüzeyinin monomoleküler yüzey aktif madde tabakası tarafından örtülmesi ile olur. Yüzey aktif madde aynı şekilde kirleri yener ve birleşmeleriine mani olur ve dokudan ayırır.

Yağ zerresi, surfaktan maddenin hidrofibik kısmı (R) ile sarılarak ortamdan koparılır.

HAZIRLAYAN ZERRİN ÖZDEMİR Teşekkürler...