Warum sind Seifenblasen aus Seife?

Seifen sind oberflächenaktive Chemikalien oder Tenside . Sie stabilisieren Schäume, weil sie das Zusammenfallen der Wasserfilme verhindern.

Betrachten Sie einen dünnen Film aus reinem Wasser:

Jeder flüssige Film unterliegt einer Rayleigh-Instabilität , und wenn sich die beiden Oberflächen des Films berühren, verschmelzen sie und es entwickelt sich eine Pore. Sobald sich eine Pore bildet, dehnt sich die Pore durch die Oberflächenspannung aus und der Film kollabiert, dh die Blase platzt.

Die Seifenmoleküle haben ein Ende, das eine Alkylkette ist und in Wasser unlöslich ist, und ein Ende, das ein Carboxylation ist und in Wasser löslich ist. Das Ergebnis ist, dass sie an der Luft-Wasser-Grenzfläche adsorbieren, wobei die Alkylkette in die Luft ragt und die Carboxylatgruppe im Wasser:

Dadurch wird die Luft-Wasser-Grenzfläche negativ aufgeladen, und im Seifen-Wasser-Film stoßen sich die beiden Oberflächen nun elektrostatisch ab. Der Film unterliegt immer noch der Rayleigh-Instabilität, aber die Oberflächen können aufgrund der elektrostatischen Abstoßung nicht koaleszieren. Das heißt, es kann keine Pore entstehen und die Blase kann nicht platzen.

Es ist wichtig zu verstehen, dass diese Stabilisierung ein kinetischer Effekt ist. Seife verringert zwar die Oberflächenspannung, aber die Oberflächenenergie ist immer noch größer als Null, sodass die Blasen ihre Oberfläche verringern würden, wenn sie könnten. Die Blasen sind nur stabil, weil die adsorbierten Seifenmoleküle verhindern, dass sich die Luft-Wasser-Oberflächen annähern und miteinander verschmelzen.