Les produits de nettoyage contiennent généralement des tensioactifs, ou des particules qui servent d’agents actifs à la surface de l’eau. Les molécules sont structurées avec une tête qui est attirée par l’eau, tandis que la queue en est repoussée. Cette queue s’attache à l’huile et à la graisse et peut suspendre la saleté dans une solution aqueuse. Lorsque ces particules atteignent une densité à la surface où plus aucune ne peut s’adapter, cela s’appelle généralement la concentration micellaire critique. Une micelle est une structure sphérique ou elliptique formée lorsque les molécules de tensioactif se réunissent et que les têtes se rassemblent à la surface tandis que les queues se dirigent vers l’intérieur.
La concentration micellaire critique est une mesure qui peut aider à déterminer quand les tensioactifs formeront ces structures. Les facteurs qui peuvent être utilisés pour prédire la formation de micelles comprennent la tension superficielle. La tension à la surface de l’eau diminue généralement avec une plus grande concentration de tensioactifs. Les variables de concentration de particules et de tension superficielle peuvent être représentées graphiquement pour fournir un indice visuel quant au début mathématique de la concentration micellaire critique. Des instruments contrôlés par ordinateur et des logiciels de laboratoire sont souvent utilisés pour contrôler les solutions et prendre ces mesures.
D’autres facteurs pouvant affecter la concentration micellaire critique sont la température, la pression atmosphérique, ainsi que d’autres substances tensioactives dans la solution. Les micelles ne se forment généralement qu’au-dessus d’une certaine température. La concentration micellaire de dodécylsulfate de sodium dans l’eau, par exemple, est typiquement de 77°F (25°C) si aucun autre composé n’est ajouté. Moins de parties des tensioactifs repoussés par l’eau sont exposées, ce qui réduit généralement l’énergie et la tension superficielle du fluide.
Une fois la concentration micellaire critique atteinte, les éventuels tensioactifs ajoutés forment généralement immédiatement des micelles. La conductance ainsi que les propriétés photochimiques d’une solution peuvent également affecter le point de formation des micelles, mais la façon dont la solution est mesurée peut affecter ces derniers, et donc la concentration micellaire critique. Il est généralement important de savoir combien de molécules de tensioactif se trouvent à l’interface de surface et combien restent en vrac. Parfois, des bulles d’air remontant à la surface peuvent perturber l’interface et abaisser la concentration globale de tensioactifs.
Les propriétés des tensioactifs peuvent être tracées pour déterminer les taux de changement. Dans une certaine plage, la concentration peut être trouvée; ceci est souvent accompli par l’expérimentation et le calcul mathématique. Il est souvent possible d’effectuer la mesure inverse, ce qui peut être utile à de faibles concentrations de tensioactif et lorsqu’il y a de grandes quantités de solvant.