İçeriğe atla

Yüzey aktif madde

Yüzey aktif maddelerin yapısını gösteren çeşitli görsel çizimler.
Sarı kutucuk = hidrofobik kısım, Mavi kutucuk = hidrofilik kısım
Sabunun Kimyasal Formülü
Sabunun Kimyasal Formülü
Sarı kutucuk = hidrofobik kısım, Mavi kutucuk = hidrofilik kısım

Yüzey aktif madde suda veya sulu bir çözeltide çözündüğünde yüzey gerilimini etkileyen (çoğunlukla azaltan) kimyasal bileşik. Yüzey aktif maddeler aynı zamanda iki sıvı arasındaki yüzeylerarası gerilimi de etkiler. Yüzey aktif maddenin İngilizce karşılığı olan surface active agent sözcüklerinin harflerinden oluşan bir kısaltma olan surfactant (surfaktan) kelimesi de yüzey aktif madde yerine kullanılır. Su içerisinde kendi kendine "oto-organize" olabilen yüzey aktif maddeler suyu seven (hidrofilik) ve suyu sevmeyen (hidrofobik) kısımlardan oluşur.

Yapısı özellikleri

Yapısı ve çeşitleri

Yüzey aktif maddelerin (Misellerin) temiz sudaki hali. (Dairemsi)

Pek çok maddede hidrofobik kısım, 8-12 karbondan oluşan, düz veya çok az dallanmış bir hidrokarbondur. C12H25—, C9H19 . C6H4— örneğinde olduğu gibi, belirli bazı bileşiklerde karbon atomlarının bir kısmının yerini, bir benzen halkası alabilir. Hidrofilik fonksiyonal grup çok değişik olabilir. —CSO3- veya SO3- örneklerinde olduğu gibi anyonik, —N(CH3)+ veya C5H5N+, örneğinde olduğu gibi katyonik, —N(CH3)(CH2)2COO- örneğinde olduğu gibi anyonik ve katyonik, —(OCH2CH)nOH örneğinde olduğu gibi iyonik olmayan (noniyonik) bir yapıda olabilir. Petrolden elde edilen lineer alkil benzen sülfonatlar ile hayvansal ve bitkisel yağlardan elde edilen sülfatların oluşturduğu anyonik sınıf, en yaygın kullanılan bileşiklerdir.

Yüzey aktif maddelerin su yüzeyindeki halini gösteren bir çizim.

Diğer örnekler alkilbenzen-eter sülfonat, yağ alkolü-etilen oksit sülfat, alkil gliserin-eter sulfonat, izotionat alkil esterleri ve metilalkil lauratlardır. Son konu edilenler, genel olarak, daha yeni uygulamalarda kullanılırlar; örneğin, özellikler isteyen ve yüksek fiyat ödenmesini gerektiren yerlerde, sıvı ve çubuklar hâlinde kullanılırlar. Sabun da anyonik karakterdedir. Setiltrimetilamonyum bromürün bir örnek oluşturduğu kuarterner trimetilalkilamonyum halojenürler, en yaygın katyonik surfaktanlardır. Dialkildimetilamonyum klorür, kumaşlar için katyonik bir yumuşatıcıdır.

Yüzey aktif madde ve yağ tabakasını ektisini gösteren bir çizim

Özellikleri

Deterjan gücünün genel olarak zayıf olmasına karşın, iyi bir kaydırıcı, antistatik ve mikrop öldürücü etkiye sahiptir; fakat, evlerde kullanılmaya uygun bir deterjan değildir. Çözünmeyen bir çökelti vermek üzere birleştikleri için, anyonik ve katyonikler birlikte kullanılamazlar. Aynı nedenle katyonik deterjanları sabunla birlikte kullanmak uygun değildir. Alkil betainler, çift iyonlular için (anyonik-katyonik) örnek oluştururlar; dimetilalkilamin oksitler semi-polar; yağ alkollerinin etilen oksit kondensatları, noniyonik surfaktanların molekülsel yapısını göz önüne sererler. Bunlar, en üstün kir uzaklaştıran tiptir ve daha çok, emülsifiyan madde olarak kullanılırlar; fakat, köpük oluşturma özellikleri düşüktür. Bu nedenle, otomatik çamaşır ve bulaşık yıkama makineleri için yararlıdırlar. Bu fonksiyonel grupların hidrofilik karakteri, iyonikten noniyoniğe göre azalır. Organik deterjanlarla ilgili araştırmanın çok büyük bir bölümü, son yıllarda gerçekleştirilmiştir. Yeni surfaktanların sentez edilmeleri, yukarıdaki reaksiyonların bir sonucudur.

Yıkama esnasındaki etkisi

Yüzey aktif maddelerin yıkama esnasında kir üzerindeki etkisi.(Kahverengi olan kısım yağ ya da katı kir tabakasıdır.)

Sabun yüzey aktif maddelerin kategorisine girer. Ancak Sabun kelimesi daha çok büyük moleküllü alkil sülfat veya sulfonatların sodyum tuzları gibi organik türevler için kullanılır. Sabun ve deterjanların surfaktanları, aynı şekilde yüzey gerilimini azaltarak, yıkama işleminin temizleme ve köpük oluşturma görevini yerine getirirler. Temizleme işlemi, sabun veya deterjan çözeltisi ile yıkanacak maddenin yüzeyini ve kirleri ıslatmak, kirleri yüzeyden uzaklaştırmak ve kiri kararlı bir çözelti veya süspansiyon (deterjan) içerisinde tutmak gibi, işlemlerden oluşur. Yıkama suyuna katılan sabun ve deterjanlar, suyun ıslatma özelliğini artırır; bu nedenle su, kumaş ve kirlere daha kolay girer. Bundan sonra kirin uzaklaştırılması başlar. Temizleme çözeltisinin her bir molekülü, uzun bir zincir olarak düşünülebilir. Zincirin bir ucu hidrofilik (suyu seven) ve diğer ucu hidrofobik (suyu sevmeyen veya kiri seven)'dir. Bu moleküllerin kiri seven uçları, bir kir parçacığına yönelir ve onu çepeçevre sarar. Aynı zamanda suyu seven uçlar, molekülleri ve kir parçacığını kumaştan uzaklaştırıp, su içerisine taşır. Çamaşır makinesinin mekanik karıştırması ile bu işlemler birleştiği zaman, bir sabun veya deterjanın kiri uzaklaştırma, onu süspansiyon içerisine alma ve kumaşa tekrar yapışmasını önleme görevleri tamamlanmış olur.

Ekonomideki önemi

2000 yılında yapılan araştırmada dünyada yüzey aktif madde üretimi 10,5 milyon ton’dur. Bu üretilen yüzey aktif maddelerinin %56’sı anyonik olanlardan, %35’i anyonik olmayanlardan oluşmaktaydı. Yüzey aktif olan maddelerin bu türleri ekonomide en önemli olanların arasındadır. 2010 yılında dünya çapında yaklaşık yüzey aktif maddelerinin anyonik olan cinsinden 6,5 milyon ton civarında talep gelmiştir. Anyonik olan ve anyonik olmayan yüzey aktif maddeler bu pazarın %85’lik kısmını oluşturmaktadır.[1]

2008 yılında sadece Batı Avrupa'da yaklaşık 3 milyon ton yüzey aktif madde üretimi yapılmıştır. Bunun yanında ABD’inde 1,6 milyon ton, Çin'de 1,4 milyon ton ve Japonya’da ise 0,98 milyon ton üretilmiştir.[2] 2008 yılında Batı Avrupa'da üretilmiş olan 3,0 milyon ton yüzey aktif maddenin 1,22 milyon tonu anyonik, 1,41 milyon tonu ise iyonik olamayan (noniyonik), 0,28 milyon ton katyonik ve 80 000 ton amfoterik olan yüzey aktif madde üretilmiştir.

Yüzeyi Aktif Maddelerin Çeşitleri
Yüzey Aktif
Madde Grubu 		Suyu Seven
Kısmın Yük Durumu 		Şematik Çizimi
İyonik olmayan

(Noniyonik)

Yüksüz

AnyonikEksi

AmfoterArtı ve eksi

KatyonikArtı

Tarihi

Sabun özelliği gösteren maddelerin varlığına M.Ö. 2500’dan Sümerliler’den kalma çivi yazısı anıtlarında rastlanmıştır. Bu tür bileşikleri zeytinyağının odun külü ile beraber kaynatılması sonucunda elde etmişlerdir. Bunun dışında Antik Mısır'da, Antik Roma'da, Cermenler ve Galyalılar yüzey aktif maddelere benzeyen maddeleri yağdan elde ettikleri bilinmektedir.[3]

Bunların yanında Orta Çağ, Rönesans'ta sabuna benzeyen ürünleri odun külünden ve yağlardan elde etmişlerdir. Sabun ilk defa sentetik olarak Sodyum karbonatın, yemek tuzundan, Sülfürik asit ve kireç taşından Leblanc Yöntemiyle uygun fiyata üretilmeye başlanılmıştır.

20. yüzyılda çamaşır makinelerinde kullanılmak üzere üretilen temizlik ürünlerine olan talep oldukça artmıştır.

Normann K. Adam Tetrapropil benzen sülfonattan oluşan ve bol miktarda üretme imkânı olan yüzey aktif maddelerden olan bu maddeyi keşfetmiştir. Bu madde 1960’lı yılların başlarında batılı ülkelerin yüzey aktif madde ihtiyacının %65’ini karşılamaktaydı. Bu maddenin biyolojik olarak doğada geri dönüşümü zor olduğundan nehirlerin yüzeyinde aşırı derecede köpüğün oluşmasına sebep olmuştur. Bu yüzden 1964 yılının başlarından Tetrapropil benzen sülfonat yerine biyolojik olarak geri dönüşümü daha kolay olan alkil benzen sülfonatlar kullanılmaya başlanılmıştır.

1980’lerin başlarından beri bu branşta üretim yapan firmaların çoğu yüzey aktif maddelerin doğada artan olumsuz etkileri üzerine konsantre olmuşlardır. 1990 Henkel firması tarafından başka bir yüzey aktif madde olan Alkil poliglikozit üretilmiştir. Bu madde yapısında hidrofilik kısım olarak şeker kalıntıları molekülleri barındırır. Şeker kalıntıları yüklü olmadıklarından bu tür aktif maddeler iyonik olmayan yüzey aktif maddeler grubuna girmektedir.

Günümüzde üretilen yüzey aktif maddelerde aranan en büyük özellik birincil bozulma derecesine sahip olmalarıdır. Birincil bozulma derecesi yüzeyin gerginliğini kaybetmesini ifade eder. Bu maddelerin doğada geri kazanımın son kısmına gelmesi yapılarına katılan organik bileşikler ile sağlanmaktadır.[4]

Kaynakça

  1. ^ "Ekonomik Araştırmalar 25.10.2015 Tarihinde bakıldı". 15 Ekim 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ekim 2015. 
  2. ^ H.G. Hauthal: Tenside, Nachhaltigkeit: Rohstoffe, Produkte, Prozesse, SÖFW-Journal, 6-2008, S. 10.
  3. ^ [ Bernd Fabry: Tenside, Eigenschaften, Rohstoffe, Produktion, Anwendungen. In: Chemie in unserer Zeit. 25, Nr. 4, 1991, S. 214–222. .]
  4. ^ "Yüzeyi Aktiv Maddeler 24.10.2015 Tarihinde bakıldı". 3 Şubat 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Ekim 2015. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Sabun</span> Bir temizlik maddesi

Sabun, uzun zincirli organik yağ asitlerinin Na veya K tuzlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Lipit</span> Katı ve sıvı yağ

Lipit, tüm canlıların yapısında bulunan temel organik bileşiklerden biridir. Lipitler, doymuş ve doymamış yağlar olarak ayrılır. Doymamış yağlar, oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan lipitler; doymuş yağlar ise oda sıcaklığında katı hâlde bulunan lipitlerdir. Biyolojik önemi olan lipitler için yağ asitleri, nötr lipitler (trigliserit), fosfolipitler ve steroitler örnek gösterilebilir. Lipitler, insan ve hayvanların temel besinleri arasında yer alır.

<span class="mw-page-title-main">Deterjan</span> petrol türevlerinden elde edilen, temizleme özelliği bulunan, kimyasal madde

Deterjan ya da arıtıcı, petrol türevlerinden elde edilen, temizleme ve arıtma özelliği bulunan, toz, sıvı veya krem durumunda olabilen temizlik maddelerine verilen genel addır. Deterjanın sözlükteki tam karşılığı kir sökücü olup sabun dışındaki temizleyicilerin tümünü kapsar. Yüzey aktif özelliği nedeniyle temizleme işlerinde kullanılan, içinde yardımcı kimyasal maddeler de bulunduran karışımlara deterjan denilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Fosfolipit</span> Lipit sınıfı

Fosfolipitler dört bileşenden oluşurlar; bir veya iki yağ asit grubu, negatif yüklü bir fosfat grubu, bir alkol grubu ve de bunları birbirine bağlayan bir omurga. Gliserol omurgalı fosfolipitlere gliserofosfolipit veya fosfogliserit denir. Sfingozin omurgalı tek bir fosfolipit vardır: sfingomiyelin. Hücre zarlarının (membranlarının) ana bileşenleri fosfolipitler, kolesterol ve glikolipitlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Şampuan</span>

Şampuan, kimya endüstrisinin bir ürünü olmakla beraber doğal kozmetik firmaları tarafından da üretilmektedir. Çoğunlukla kremsi ya da akıcı bir yapıya sahip olup, genellikle yapılarında koku verici olarak çeşitli parfümler bulundurmaktadırlar. Temizleme ve saç yağlarını almasının yanı sıra saça kolay taranabilme ve parlaklık sağlamaktadır. Bunların yanı sıra yapılarına katılan pH düzenleyicilerin sayesinde yağlı saçların daha iyi bir şekilde temizlenmesini ya da saçta kepek oluşumunu azaltmaktadırlar.

<span class="mw-page-title-main">Çözünürlük (kimya)</span> katı, sıvı veya gaz halindeki bir maddenin bir çözücü içinde çözülme kapasitesi

Çözünürlük, belli bir miktar çözünenin, belirli şartlar altında, spesifik bir çözücü içinde çözünmesidir. Çözücü akışkan solvent olarak adlandırılır ve birlikte çözeltiyi oluştururlar. Çözümlendirme işlemi solvasyon olarak adlandırılır.

Haşıllama, dokuma öncesi yapılan bir dokuma hazırlık işlemidir. Çözgü ipleri dokuma sırasında sürtünmeye ve gerilime maruz kalır. İpliklerin direncini artırmak için haşıllama işlemi gereklidir. Haşıllamadaki amaç, dokuma sırasındaki yıpratıcı etkilerden iplikleri korumaktır. Haşıl, kumaşa sert bir tutum verir ve kumaşı hidrofoblaştırır

Yüzey gerilimi, fizikokimyada bir sıvının yüzey katmanının esnek bir tabakaya benzer özellikler göstermesinden kaynaklanan etkiye verilen addır. Bu etki bazı böceklerin su üzerinde yürümesine olanak verir. Bir gazla bir sıvının ya da birbirleriyle karışmayan iki sıvının temas yüzeyleri gerilmiş esnek bir zara benzer. Bu gerilim likidin serbest yüzüne ait ise buna yüzey gerilimi; iki sıvının sınır yüzeyine ait ise ara yüzey gerilimi adını alır.

<span class="mw-page-title-main">Amfifil</span> Hidrofilik ve lipofilik kimyasal bileşik

Amfifil hem hidrofilik ve hidrofobik özellikler taşıyan bir kimyasal bileşiği ifade eder. Böylesi bir bileşik amfifilik veya amfipatik olarak tanımlanır. Bu özellikle lipit polimorfizmi başta olmak üzere kimya ve biyokimyada bir dizi araştırma sahasında bir temel oluşturur. Yumurta biçimli bir molekülde her iki uçta hidrofilik gruplar içeren organik bileşiklerin bulunması durumunda bu moleküle bolaamfifilik denir. En çok bilinen amfifilik maddeler sabun ve deterjandır.

<span class="mw-page-title-main">Misel</span> Sabunlar ve/veya deterjanlar tarafından sıvı içinde süspanse edilen yağ molekülleri grubu

Misel ya da miçel, koloidal solüsyonda/çözeltide dağılmış yüzey-aktif/surfaktan moleküllerin kümelenmesidir. Aköz solüsyonda/sulu çözeltide tipik bir misel çevresindeki solvent/çözücüye dönük tarafında hidrofilik başların ve hidrofobik kuyrukların miselin merkezinde yer aldığı bir küme küresi oluşturur.Bu tip misel normal faz/safha miseli olarak bilinmektedir. Ters miseller kuyruklar dışarıda, kafa içeride biçiminde organize olur. Miseller şekil olarak neredeyse küreseldir. Elips, silindir ve çift katmanlı biçimler de dahil olmak üzere diğer fazlar/ safhalar da mümkündür. Bir miselin şekli ve ebatı, yüzey-aktif/surfaktan moleküllerinin moleküler geometrisinin ve yüzey-aktif/surfaktanın yoğunluğu, sıcaklık, pH ve iyonik güç gibi solüsyon/çözelti özelliklerinin bir sonucudur. Bir misel oluşturma işlemi miselizasyon olarak bilinmektedir ve kendi polimorfizmine bağlı olarak birçok lipitin faz davranışın kısmını oluşturmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Enterkalasyon (kimya)</span>

Kimyada enterkalasyon bir molekül iki molekül arasına tersinir şekilde girmesidir. DNA enterkalasyonu ve grafit enterkalasyonu bunun örneklerindendir.

<span class="mw-page-title-main">Protein süzücü</span>

Protein Skimmer veya Köpük Ayırıcı daha çok tuzlu su akvaryumlarındaki organik bileşikleri azotlu atıklara parçalanmadan önce sudan ayırmaya yarayan bir cihazdır. Protein süzmek sadece bir çeşit filtrasyon işlemidir, amacı parçalanmaya başlamadan önce organik bileşikleri uzaklaştırmak, biyolojik filtredeki yükü azaltmak ve suyun indirgenme potansiyelini iyileştirmektir. Her ne kadar köpük ayrıştırma akvaryumdan atıkların uzaklaştırılması olarak bilinse de, gerçekte atık su akıntılarında büyük çaptaki kontaminantların uzaklaştırılmasında ve biyomoleküllerin çözeltilerinin zenginleştirilmesinde kullanılır.

Sodyum dodesil sülfat (SDS) ismi ile de bilinen sodyum lauril sülfat (kısaltması SLS, formülü CH3(CH2)11OSO3Na), anyonik yüzey aktif madde özelliği gösteren organik bir bileşik. Bir organik tuz olan SLS, organosülfat bileşikleri grubunda sınıflandırılır. Sülfat grubuna bağlı 12 karbonlu bir kuyruğa sahiptir. Bu kuyruk deterjana gerekli amfifilik özellikleri verir. Temizlik ürünlerinde ortak kullanılan bir bileşiktir. SLS, sodyum lauret sülfat (SLES) ve amonyum lauret sülfat (ALS) ile aynı etkilere sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Fairy</span>

Fairy, Procter & Gamble şirketine ait bulaşık temizleyicisi markasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Cillit Bang (marka)</span>

Cillit Bang tüketici ürünleri üreticisi Reckitt Benckiser tarafından satılan bir dizi temizlik ürününün markasıdır. Marka adı altında pazarlanan ürünler arasında bir yağ giderici, temizleme kristalleri, kireç, pas, küf ve küf mantarı çözücü bulunur. Birçok ülkelerde Easy-Off Bam veya Easy-Off Bang isimleriyle pazarlanır.

<span class="mw-page-title-main">Çamaşır deterjanı</span>

Çamaşır deterjanı çamaşır yıkamak için eklenen bir tür deterjan veya temizlik maddesidir. En yaygın kullanılan leke çıkarma ürünlerinden biridir. Deterjan hâlâ toz halinde satılırken, sıvı deterjanlar 1950'lerde piyasaya sürülmesinden bu yana birçok ülkede büyük pazar paylarını almaktadır. El yıkama ve çamaşır makinesi için mevcuttur.

Bir çamaşır yumuşatıcı, çamaşır makinesinde durulama devresi sırasında tipik olarak çamaşırlara uygulanan bir maddedir. Çamaşır deterjanı ve çamaşır suyunun aksine, kumaş yumuşatıcıları bir çeşit arıtma yardımısı olarak kabul edilebilir.

Lipofili veya lipofiliklik, kimyasal bir bileşiğin yağlarda, lipitlerde ve heksan ya da toluen gibi polar olmayan çözücülerde çözünme kabiliyetini ifade eder. Bu tür polar olmayan çözücüler lipofiliktir ve "benzer benzerde çözünür" aksiyomu genellikle doğrudur. Bu nedenle lipofilik maddeler diğer lipofilik maddelerde çözülme eğilimindedir, fakat hidrofilik maddeler suda ve diğer hidrofilik maddelerde çözülme eğilimindedir.

Sodyum lauret sülfat veya kısaca SLES birçok kişisel bakım ürününde bulunan anyonik deterjan ve yüzey aktif bir maddedir. SLES ucuz ve çok etkili bir köpük oluşturucusudur. SLES, sodyum lauril sülfat (SLS), amonyum lauril sülfat (ALS) ve sodyum pareth sülfat, birçok kozmetik üründe temizleme ve emülsiyonlaştırma özellikleri için kullanılan yüzey aktif maddelerdir. Sabuna benzer şekilde davranırlar. Hurma çekirdeği yağı veya hindistan cevizi yağından elde edilir.

<span class="mw-page-title-main">Sulu çözelti</span> çözücünün su olduğu çözelti

Sulu çözelti, çözücünün su olduğu bir çözeltidir. Çoğunlukla kimyasal denklemlerde ilgili kimyasal formüle (aq) eklenerek gösterilir. Örneğin, sodyum klorür (NaCl) olarak da bilinen sofra tuzunun sudaki çözeltisi Na+(aq) + Cl-(aq) şeklinde gösterilir. Aqueous kelimesi (aqua'dan gelir) suya ait, su ile ilgili, suya benzer veya suda çözünmüş anlamına gelir. Su mükemmel bir çözücü olduğundan ve aynı zamanda doğal olarak bol bulunduğundan, kimyada her yerde bulunan bir çözücüdür. Deneylerde çözücü olarak sıklıkla su kullanıldığından, çözücü belirtilmediği sürece çözelti kelimesi sulu bir çözeltiyi ifade eder.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.