Bilancio idrofilo-lipofilo
Il bilancio idrofilo-lipofilo di un tensioattivo è una misura del suo grado di idrofilicità o di lipofilicità, determinato calcolandolo in base alle differenti regioni della molecola, come è stato descritto da Griffin nel 1949[1]. Sono stati suggeriti anche altri metodi, in particolare nel 1957 da Davies[2].
Griffin ha proposto il parametro HLB = hydrophilic-lipophilic balance per definire le caratteristiche di un tensioattivo.
Ad un tensioattivo non ionico, teoricamente idrofilo al 100%, viene assegnato il valore di 20. Tensioattivi con HLB superiore a 10 sono idrofili e quindi tendenzialmente solubili in acqua mentre quelli con HLB inferiore a 10 sono lipofili e quindi tendenzialmente solubili negli oli.
Il metodo Griffin
Il metodo di Griffin introduce la misurazione HLB (Hydrophilic-Lipophilic balance) e si calcola in questo modo:
Dove è la massa molecolare della porzione idrofila della molecola e è la massa molecolare dell'intera molecola. Questa formula da un risultato compreso tra 0 e 20. Un valore di HLB corrispondente a 0 descrive una molecola completamente lipofila ( ), mentre un valore HLB di 20 corrisponde ad una molecola completamente idrofila ( ).
L'HLB può essere usato per conoscere le proprietà tensioattive di una molecola:
- Un valore compreso tra 0 e 3, indica un agente antischiuma
- Un valore compreso tra 4 e 6, indica un emulsionante W/O (water/oil, micelle contenenti acqua disperse in olio)
- Un valore compreso tra 7 e 9, indica un umettante
- Un valore compreso tra 8 e 18, indica un emulsionante O/W (oil/water, micelle contenenti olio disperse in acqua)
- Un valore compreso tra 13 e 14 è tipico di un detergente
- Un valore compreso tra 10 e 18 indica un solubilizzatore o idrotropo
Il metodo Davies
Nel 1957, Davies suggerì un metodo di calcolo basato sui gruppi chimici delle molecole, in grado di tenere conto dell'effetto di gruppi idrofili/lipofili diversi:
In cui:
- è il numero dei gruppi idrofili nella molecola
- è il valore dei gruppi idrofili
- è il numero di gruppi lipofili nella molecola
- è il valore dei gruppi lipofili
In tensioattivi in cui siano presenti più gruppi funzionali bisogna considerare l'effetto complessivo, sommando l'effetto di tutti i gruppi funzionali presenti. I valori di alcuni gruppi sono riportati nella tabella seguente[2]:
| Gruppo | Valore | Gruppo | Valore |
|---|---|---|---|
| -OSOTemplate:Apici e pedici Na+ | 38.7 | -O- | 1.3 |
| -COO- K+ | 21.1 | -OH (sorbitano) | 0.5 |
| -COO- Na+ | 19.1 | -CH- | -0.475 |
| Ammina terziaria | 9.4 | -CH2- | -0.475 |
| Estere (sorbitano) | 6.8 | -CH3 | -0.475 |
| Estere libero | 2.4 | =CH- | -0.475 |
| -COOH | 2.1 | -(CH2-CH2-O)- | +0.33 |
| -OH | 1.9 | -(CH2-CH2-CH2-O)- | -0.15 |
Note
- ↑ Griffin WC: "Classification of Surface-Active Agents by 'HLB,'" Journal of the Society of Cosmetic Chemists 1 (1949): 311.
- ↑ 2,0 2,1 Davies JT: "A quantitative kinetic theory of emulsion type, I. Physical chemistry of the emulsifying agent," Gas/Liquid and Liquid/Liquid Interface. Proceedings of the International Congress of Surface Activity (1957): 426-438