एक पृष्ठसक्रियकारक क्या है?

एक पृष्ठसक्रियकारक, जिसे पृष्ठसक्रियकारक या पृष्ठसक्रियकारक भी कहा जाता है, एक रासायनिक पदार्थ है जो द्रव के पृष्ठ तनाव को कम करने में सक्षम होता है, जो एक बड़े सतह क्षेत्र में फैलने की इसकी क्षमता में सुधार करता है । वे तरल की सतह पर या दो तरल पदार्थों के बीच इंटरफेस पर अणुओं की एक परत बनाकर ऐसा करते हैं।

सतह के तनाव को कम करने की उनकी क्षमता के कारण, सर्फेक्टेंट एक तरल चरण के दूसरे के भीतर फैलाव की सुविधा प्रदान करते हैं जिसके साथ यह अमिश्रणीय है। नतीजतन, वे दो तरल पदार्थों के बीच पायस के गठन और स्थिरीकरण की अनुमति देते हैं, यही कारण है कि उन्हें पायसीकारी भी कहा जाता है।

सर्फेक्टेंट की संरचना

सर्फेक्टेंट को एम्फीफिलिक अणु होने की विशेषता है, जिसका अर्थ है कि अणु का एक हिस्सा हाइड्रोफिलिक है (पानी के लिए एक आकर्षण है) जबकि दूसरा हाइड्रोफोबिक या लिपोफिलिक है (वसा के लिए एक संबंध है)।

ध्रुवीय सिर

अणु के हाइड्रोफिलिक भाग में हमेशा एक या एक से अधिक ध्रुवीय कार्यात्मक समूह होते हैं जो अणु के अपेक्षाकृत छोटे हिस्से में केंद्रित होते हैं, जिन्हें अक्सर ध्रुवीय सिर कहा जाता है।

ध्रुवीय सिर हमेशा पानी के साथ और अन्य समान ध्रुवीय प्रोटिक सॉल्वैंट्स के साथ एक या अधिक हाइड्रोजन बांड बनाने में सक्षम होता है।

कुछ मामलों में, ध्रुवीय सिर में तटस्थ ध्रुवीय कार्यात्मक समूह होते हैं जैसे हाइड्रॉक्सिल समूह, कार्बोक्जिलिक एसिड एस्टर, ईथर, या उनके संयोजन। दूसरों में, इसमें आयनीकरणीय समूह होते हैं जैसे कि कार्बोक्सिलेट्स और यहां तक ​​​​कि अकार्बनिक एसिड एस्टर जैसे सल्फ्यूरिक एसिड (सल्फेट्स) और फॉस्फोरिक एसिड (फॉस्फेट) जो आयनित होते हैं। कुछ ध्रुवीय प्रमुखों में चतुर्धातुक अमाइन (अमोनियम केशन) वाले समूह भी होते हैं।

हाइड्रोफोबिक पूंछ

अणु के हाइड्रोफोबिक या लाइपोफिलिक भाग में आम तौर पर एक लंबी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला होती है जिसमें असंतृप्ति हो सकती है या नहीं भी हो सकती है, क्योंकि इसमें सुगंधित समूह और अन्य गैर-ध्रुवीय कार्बनिक कार्यात्मक समूह शामिल हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं।

इस तथ्य के कारण कि वे लंबी गैर-ध्रुवीय कार्बन श्रृंखलाएं हैं, अणु के इस भाग को अक्सर गैर-ध्रुवीय पूंछ कहा जाता है।

सर्फेक्टेंट कैसे काम करते हैं

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, सर्फेक्टेंट एक तरल (आमतौर पर पानी) और एक अन्य चरण के बीच इंटरफेस में विभाजन करके कार्य करते हैं, जो एक गैर-ध्रुवीय तरल जैसे कि तेल या गैस जैसे हवा हो सकता है। यह इंटरफ़ेस पर सतह के तनाव को कम करता है, दोनों चरणों के मिश्रण और पायस के गठन की सुविधा प्रदान करता है। यदि चरण पानी और तेल हैं, तो पायस को दो अलग-अलग तरीकों से बनाया जा सकता है:

• तैलीय चरण एक जलीय मैट्रिक्स के भीतर बूंदों के रूप में फैला हुआ है, इस मामले में एक तेल-में-पानी पायस होता है (जैसा कि होता है, उदाहरण के लिए, मेयोनेज़ में)।
• जलीय चरण एक तेल मैट्रिक्स में बिखरा हुआ है, जिस स्थिति में आपके पास पानी में तेल का पायस होता है (जैसा कि मक्खन के मामले में होता है)।

जिस तरह से सर्फेक्टेंट इन दो प्रकार के इमल्शन के गठन की सुविधा प्रदान करते हैं, वह मूल रूप से एक ही है। पायसीकारी अणुओं को पानी और तेल के बीच इंटरफेस में वितरित किया जाता है, इस तरह से वितरित किया जाता है कि हाइड्रोफिलिक ध्रुवीय सिर जलीय चरण में भंग हो जाता है, जबकि लिपोफिलिक पूंछ तेल में भंग हो जाती है।

यदि पानी तेल की तुलना में बड़े अनुपात में मौजूद है, तो छोटे सर्फेक्टेंट-लेपित तेल की बूंदें ध्रुवीय सिरों के बाहर की ओर इशारा करते हुए बनेंगी।

यदि, इसके विपरीत, तेल का एक उच्च अनुपात होता है, तो विपरीत होता है: सर्फेक्टेंट अणुओं के साथ लेपित पानी की छोटी बूंदें बाहर की ओर इशारा करते हुए एपोलर टेल्स के साथ बनती हैं।

सर्फेक्टेंट के प्रकार

सर्फ़ेक्टेंट्स को ध्रुवीय सिर की विशेषताओं के आधार पर चार समूहों में वर्गीकृत किया गया है: नॉनऑनिक, एनीओनिक, कैशनिक और स्विटरियोनिक या एम्फ़ोटेरिक सर्फेक्टेंट।

नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट

वे वे हैं जिनके ध्रुवीय सिर में आयनीकरणीय ध्रुवीय समूह नहीं होते हैं, जैसे अल्कोहल, एस्टर समूह और ईथर में हाइड्रॉक्सिल समूह।

आयनिक सर्फेक्टेंट

इनमें अम्ल समूह या उनके क्षारीय लवण होते हैं जो पानी में घुलने पर अलग हो जाते हैं, जिससे नकारात्मक रूप से आवेशित आयन या आयन उत्पन्न होते हैं। ये आवेशित समूह दृढ़ता से हाइड्रोफिलिक (और इसलिए दृढ़ता से लाइपोफोबिक) हैं, क्योंकि वे पानी से कई हाइड्रोजन बांड स्वीकार कर सकते हैं और आयन-द्विध्रुवीय बलों के माध्यम से पानी और किसी अन्य ध्रुवीय विलायक के साथ भी बातचीत कर सकते हैं।

वसा के सैपोनिफिकेशन द्वारा तैयार किए गए साबुन इन पृष्ठसक्रियकारकों के उदाहरण हैं।

धनायनित पृष्ठसक्रियकारक

वे आयनिक सर्फेक्टेंट के विपरीत हैं। इस मामले में, ध्रुवीय सिर पर धनात्मक आवेश होता है (अर्थात, यह एक धनायन है)। ज्यादातर मामलों में, ये सर्फेक्टेंट अमोनिया के चतुष्कोणीय डेरिवेटिव हैं और एक प्रतिरूप के रूप में हैलाइड के साथ लवण के रूप में होते हैं।

इस प्रकार के cationic पृष्ठसक्रियकारक का एक उदाहरण DSDMAC या disteryldimethylammonium Chloride है।

स्विटरियोनिक या एम्फ़ोटेरिक सर्फेक्टेंट

स्विटेरियन, जिसे आंतरिक नमक भी कहा जाता है, एक रासायनिक प्रजाति है जिसकी संरचना में समान संख्या में औपचारिक सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज होते हैं और इसलिए इसका कोई शुद्ध चार्ज नहीं होता है। स्विटरियोनिक सर्फेक्टेंट नॉनऑनिक सर्फैक्टेंट्स की तुलना में बहुत अधिक ध्रुवीयता प्रदान करते हैं; वे cationic और anionic पृष्ठसक्रियकारकों के कई लाभ भी प्रदान करते हैं, लेकिन एक मुक्त प्रतिकार के अतिरिक्त के बिना जो जलीय चरण में भंग रहता है।

स्विटरियोनिक सर्फेक्टेंट के विशिष्ट उदाहरण एन-अल्काइलैमिनो एसिड और सल्टेन हैं।

सर्फेक्टेंट के उदाहरण

• सोडियम स्टीयरेट एक एनीओनिक सर्फेक्टेंट है।
• टॉरिन स्विटरियोनिक या एम्फ़ोटेरिक सर्फेक्टेंट का एक उदाहरण है।
• 4-(5-डोडेसिल) बेंजीनसल्फोनेट भी एक आयनिक सर्फेक्टेंट है।
• ट्वीन 20 और ट्वीन 80 जैसे पोलिसॉर्बेट्स खाद्य और व्यक्तिगत देखभाल उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट या इमल्सीफायर के उदाहरण हैं।
• डॉक्यूसेट (डाइओक्टाइल सोडियम सल्फोसुसिनेट)।
• अल्काइल ईथर फॉस्फेट।
• बेंजालकोनियम क्लोराइड (बीएसी)।
• पेरफ्लुओरोक्टेन (PFOS)।

संदर्भ

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