Vad är kritisk micellkoncentration?

Rengöringsprodukter har vanligtvis ytaktiva ämnen, eller partiklar som fungerar som aktiva medel vid vattenytan. Molekylerna är strukturerade med ett huvud som attraheras av vatten, medan svansen stöts bort från det. Denna svans fäster på olja och fett och kan suspendera smuts i en vattenhaltig lösning. När dessa partiklar når en densitet vid ytan där inte mer får plats där, kallas detta vanligtvis för den kritiska micellkoncentrationen. En micell är en sfärisk eller elliptisk struktur som bildas när de ytaktiva molekylerna samlas, och huvuden samlas vid ytan medan svansarna riktar sig inåt.

Den kritiska micellkoncentrationen är ett mått som kan hjälpa till att avgöra när ytaktiva ämnen kommer att bilda dessa strukturer. Faktorer som kan användas för att förutsäga micellbildning inkluderar ytspänning. Spänningen vid vattenytan minskar vanligtvis med en högre koncentration av ytaktiva ämnen. Variabler för partikelkoncentration och ytspänning kan plottas för att ge en visuell ledtråd om den matematiska början av den kritiska micellkoncentrationen. Datorstyrda instrument och laboratorieprogramvara används ofta för att styra lösningar och göra dessa mätningar.

Andra faktorer som kan påverka den kritiska micellkoncentrationen är temperatur, atmosfärstryck, samt andra ytaktiva ämnen i lösningen. Miceller bildas i allmänhet endast över en viss temperatur. Micellkoncentrationen av natriumdodecylsulfat i vatten, till exempel, är typiskt 77°F (25°C) om inga andra föreningar tillsätts. Färre delar av de ytaktiva medlen som stöts bort från vatten exponeras, vilket vanligtvis minskar vätskans energi och ytspänning.

När den kritiska micellkoncentrationen har uppnåtts bildar eventuella ytaktiva ämnen som tillsätts i allmänhet miceller omedelbart. Konduktans såväl som fotokemiska egenskaper hos en lösning kan också påverka punkten för micellbildning, men hur lösningen mäts kan påverka dessa, och därför den kritiska micellkoncentrationen. Det är vanligtvis viktigt att veta hur många ytaktiva molekyler som finns vid ytan och hur många som finns kvar i bulk. Ibland kan luftbubblor som stiger upp till ytan störa gränsytan och sänka den totala koncentrationen av ytaktiva ämnen.

Tensidernas egenskaper kan plottas för att bestämma förändringshastigheterna. Inom ett visst intervall kan koncentrationen hittas; detta åstadkoms ofta genom experiment och matematiska beräkningar. Det är ofta möjligt att utföra den omvända mätningen, vilket kan vara användbart vid låga koncentrationer av ytaktiva ämnen och när det finns stora mängder lösningsmedel.