Agentes tensoactivos

AGENTES TENSOACTIVOS
Probablemente, desde hace mucho tiempo se han utilizado los jabones, arcillas y algunas gomas como agentes humectantes o mojadores, detergentes y estabilizadores de las dispersiones, pero, sin embargo, los agentes tensoactivos sintéticos no se han desarrollado y aplicado ampliamente hasta hace relativamente pocos años.
Características de los agentes tensoactivos. Losagentes tensoactivos son adsorbidos en las interfases agua-aceite a causa de sus grupos hidrófilos ("amantes del agua") o polares, y de sus grupos lipófilos ("amantes del aceite") o no polares. Algunos de los grupos hidrófilos, los cuales se orientan hacia la fase polar, son: –OH, –COOH,
–SO4H, y como ejemplos de grupos lipófilos (también denominados hidrófobos), que se dirigen a la fase no polar,pueden citarse los hidrocarburos alifáticos y cíclicos. Como consecuencia de esta orientación en la interfase agua-aceite, las moléculas del agente superficial forman una especie de "puente" entre las fases polar y no polar, haciendo así que la transición entre ambas sea menos brusca. El agente tensoactivo ha de estar equilibrado en cuanto a poseer la cantidad adecuada de grupos hidrosolubles yliposolubles para que se concentre en la interfase, y de esta forma haga descender la tensión interfacial. Si la molécula es demasiado hidrófila, permanecerá en el interior de la fase acuosa y no ejercerá efecto algunos sobre la interfase, de la misma forma que si es demasiado lipófila se disolverá por completo en la fase oleosa y aparecerá muy poca cantidad en la interfase. Por tanto, un agentesuperficialmente activo ha de estar formado por una porción hidrófila y otra lipófila, equilibradas de tal modo que cuando se disperse inicialmente en la fase oleosa o en la acuosa, emigre a la interfase y se oriente con el grupo hidrófilo en el agua y el grupo lipófilo en la fase oleosa, del mismo modo que se indica en la figura 5, página 585. Siguiendo la sugerencia de WINSOR11, los compuestos quecontienen porciones hidrófilas y lipófilas reciben, frecuentemente, la denominación de agentes antifílicos o anfífilos. Este mismo autor ha demostrado la importancia del equilibrio hidrófilo-lipófilo de los agentes anfífilos en todo lo referente a los fenómenos de solubilización y emulsificación.
Clasificación hidrófila-lipófila de los sistemas. GRIFFIN12 ideó una escala arbitraria de valores quesirviese como medida del balance hidrófilo-lipófilo ("hydrophilic-lipophilic balance: HLB") de los agentes superficialmente activos. Así, por medio de este sistema numérico de índices HLB, indicado en la figura 13, es posible establecer un intervalo de la máxima eficacia para cada tipo o clase de agente tensoactivo, deduciéndose de esta escala que cuanto más alto es el HLB de un agente, mayor es sucarácter hidrófilo; así, los Spans, ésteres del sorbitán, fabricados por la Atlas Powder Company, son agentes lipófilos y, por tanto, tienen valores HLB bajos (de 1,8 a 8,6), mientras que los Tweens, derivados polioxietilénicos de los Spans, son hidrófilos y, en consecuencia, tienen valores HLB altos (de 9,6 a 16,7).

El HLB de algunos ésteres de ácidos grasos y alcoholes polihidroxilados, como,por ejemplo, el monoestearato de glicerina, puede calcularse mediante la fórmula:
[pic]
en donde S es el índice de saponificación del éster, y A el de acidez del ácido graso. Así, tendremos que el valor HLB del monolaurato del sorbitán polioxietilénico (Tween 20), para el cual S =45,5 y A = 276, es:
[pic]
Para aquellas otras sustancias con las cuales no es posible obtener buenos índices desaponificación, por ejemplo, los derivados de la cera de abejas y de la lanolina, se emplea la fórmula siguiente:
[pic]
en la que E es el tanto por ciento, en peso, de las cadenas oxletilénicas y P es el tanto por ciento; en pesó, de los grupos alcohólicos polihidroxilados (por ejemplo, glicerina, sorbita) en la molécula. Finalmente, cuando la porción hidrófila del agente tensoactivo está formada...