Поверхностно-активные вещества: общие сведения

Поверхностно-активные вещества – соединения, которые влияют на величину поверхностного натяжения. В процессе взаимодействия молекул жидкости между ними образуются силы сцепления. Эта сила будет различна в поверхностных и внутренних (глубинных) слоях. Рассматривая состояние жидкости, легко установить, что частицы, которые направлены внутрь системы, с разных сторон окружены такими же молекулами, которые влияют на них. Равнодействующая всех сил, которые действуют на такую молекулу, равняется нулю. Поэтому жидкости имеют наименьшую поверхность при данном объеме. Это отчетливо проявляется в шарообразной форме капель. Наличие примесей различных соединений в жидкостях обуславливает величину поверхностного натяжения.

Видео: Поверхностно Активные Вещества

Строение молекул ПАВ

Частицы жирных кислот и спиртов состоят из двух частей, которые имеют разные свойства, поэтому эти соединения очень часто называют дифильными структурами. Одна часть молекулы представлена углеводородной цепью, а другая - разными функциональными группами (аминогруппой, гидроксилом, карбоксилом, сульфогруппой). Чем длиннее углеводородная цепь, тем сильнее будут выражены гидрофобные свойства частиц, они слабее будут взаимодействовать с водой.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) органического происхождения: желчные кислоты, белки, мыла, спирты, кетоны, альдегиды, танниды, кетоны и т.д. Поверхностно-инактивные вещества не влияют на поверхностное натяжение (крахмал, глюкоза, фруктоза).

Неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ) – высокомолекулярные биосоединения, которые в воде не образуют ионов. В водоемы указанные вещества поступают вместе с промышленными (химическая, текстильная, нефтяная промышленность), хозяйственно-бытовыми (использование разнообразных синтетических моющих средств в быту) стоками, а также со сточными отходами с сельскохозяйственных угодий (гербициды, фунгициды, инсектициды, а также фолианты в качестве эмульгаторов).

Видео: Лекция 5.1. Введение в наномедицину | Наномедицина | Николай Шимановский | eNANO | Лекториум

Поверхностно-активные вещества находят разнообразное применение в народном хозяйстве. В аграрном секторе их используют для приготовления эмульсий, а также смачивающихся порошков в практике защиты растений от паразитов. Проводятся научные исследования по применению поверхностно-активных веществ с целью уменьшения испарения влаги с поверхности почвы. Если полить почву смесями с таким составом, на ее поверхности образуется ультратонкая пленка, которая препятствует испарению влаги, но в то же время она отлично пропускает воздух и атмосферные осадки. Если обработать фрукты и овощи раствором ПАВ, они долгое время сохраняют сочность и свежесть. При добавлении ПАВ к кормам увеличиваются привесы животных и птиц приблизительно на 20 % по сравнению с животными контрольной группы.

Поверхностно-активные вещества: вред и польза

Поверхностное натяжение имеет огромное значение для процессов всасывания питательных веществ в кишечнике. Например, жиры, а также липиды в пищевой тракт поступают в виде капель. Последние эмульгируются в тонком кишечнике при помощи желчных кислот. Только после этого указанные жиры гидролизируются липолитическими энзимами. Очень часто для повышения результативности к инсектицидам добавляют мыло (поверхностно-активные вещества). Проведенная манипуляция позволяет инсектицидам лучше взаимодействовать с поверхностью тела насекомых. Однако поверхностно-активные вещества оказывают не только позитивное, но и негативное воздействие на организм. Например, в состав шампуня входят очень вредные пенообразователи (ПАВ), такие как натрий и аммоний лаурил сульфат, аммоний и натрий лаурет сульфат. Существует мнение, что эти компоненты оказывают канцерогенное влияние.