I prodotti per la pulizia di solito contengono tensioattivi o particelle che fungono da agenti attivi sulla superficie dell’acqua. Le molecole sono strutturate con una testa che viene attratta dall’acqua, mentre la coda ne viene respinta. Questa coda si attacca a olio e grasso e può sospendere lo sporco in una soluzione acquosa. Quando queste particelle raggiungono una densità sulla superficie in cui non possono più adattarsi, questa è tipicamente chiamata concentrazione micellare critica. Una micella è una struttura sferica o ellittica formata quando le molecole di tensioattivo si uniscono e le teste si raccolgono in superficie mentre le code puntano verso l’interno.
La concentrazione critica delle micelle è una misurazione che può aiutare a determinare quando i tensioattivi formeranno queste strutture. I fattori che possono essere utilizzati per prevedere la formazione di micelle includono la tensione superficiale. La tensione sulla superficie dell’acqua diminuisce tipicamente con una maggiore concentrazione di tensioattivi. Le variabili della concentrazione delle particelle e della tensione superficiale possono essere rappresentate graficamente per fornire un indizio visivo sull’inizio matematico della concentrazione critica delle micelle. Strumenti controllati da computer e software di laboratorio sono spesso utilizzati per controllare le soluzioni e prendere queste misurazioni.
Altri fattori che possono influenzare la concentrazione critica delle micelle sono la temperatura, la pressione atmosferica e altre sostanze tensioattive nella soluzione. Le micelle generalmente si formano solo al di sopra di una certa temperatura. La concentrazione micellare di sodio dodecil solfato in acqua, ad esempio, è tipicamente 77 ° F (25 ° C) se non vengono aggiunti altri composti. Vengono esposte meno parti dei tensioattivi respinti dall’acqua, di solito riducendo l’energia e la tensione superficiale del fluido.
Una volta raggiunta la concentrazione micella critica, qualsiasi tensioattivo aggiunto generalmente forma immediatamente le micelle. Anche la conduttanza e le proprietà fotochimiche di una soluzione possono influenzare il punto di formazione delle micelle, ma il modo in cui viene misurata la soluzione può influire su questi e quindi sulla concentrazione critica delle micelle. Di solito è importante sapere quante molecole di tensioattivo si trovano all’interfaccia superficiale e quante rimangono alla rinfusa. A volte le bolle d’aria che salgono in superficie possono disturbare l’interfaccia e ridurre la concentrazione complessiva di tensioattivi.
Le proprietà dei tensioattivi possono essere tracciate per determinare i tassi di variazione. Entro un certo intervallo si può trovare la concentrazione; questo è spesso realizzato attraverso la sperimentazione e il calcolo matematico. Spesso è possibile eseguire la misura inversa, che può essere utile a basse concentrazioni di tensioattivo e quando ci sono grandi quantità di solvente.