Мицеллы определение размеров и формы

Одной из особенностей коллоидных растворов поверхностноактивных веществ является их способность к образованию мицелл. Молекулярный вес образующихся мицелл, так называемы мицел-лярный вес, составляет обычно несколько десятков тысяч. Значение средневесового мицеллярного веса ПАВ можно определить различными методами, которыми пользуются и для нахождения молекулярного веса полимеров. Сюда относятся методы, основанные на измерении светорассеяния растворами ПАВ и на определении диффузионной способности мицелл, а также метод седиментационпого анализа с помощью ультрацентрифуги. Наиболее эффективным и вместе с тем относительно простым методом оценки размеров коллоидных частиц в растворах является метод светорассеяния. С помощью этого метода определяют значение мицеллярного веса ПАВ в данной работе. Вывод теории светорассеяния применительно к разбавленным растворам ПАВ, содержащим мицеллы, размер которых не превышает /20 длины волны видимого света, может быть записан в следующей форме [c.122]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРА, ФОРМЫ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИЦЕЛЛ ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ (ДСП) С ПОМОЩЬЮ СПЕКТРОСКОПИИ КВАЗИУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА [c.179]

Если показатель преломления растворителя заметно отличается от показателя преломления мицеллообразующих молекул, то размер и форму мицелл можно определить методом светорассеяния, который получил особенное развитие за последние 15 лет [300]. Для этой цели хорошими растворителями являются четыреххлористый углерод и хлоруглеводороды. Очень немногие данные, полученные этим методом для растворов в неводных растворителях [295], были основаны на допущении монодисперсности мицелл, что для неводных растворителей пока недостаточно обоснованно. Для определения размера мицелл аэрозоля ОТ в бензоле применялась также ультрацентрифуга [301 ]. [c.101]

Если принять, что мономер не растворяется в воде, а инициатор — в органической фазе, то в истинном водном растворе не может происходить никакой полимеризации. Первая задача эмульгатора состоит в солюбилизации части мономера в области неполярных частей мицелл, которые являются агрегатами молекул эмульгатора, существующими при концентрации последнего выше определенной критической величины, и которые сообщают раствору характерные коллоидные свойства [80—86]. Остаток мономера присутствует в виде суспензии мелких капелек. По поводу точной формы мицелл существует много противоречивых мнений, но в данном случае это не имеет большого значения определенно известно, что в мицеллах молекулы эмульгатора стремятся расположиться таким образом, чтобы их гидрофобные углеводородные концы были направлены внутрь частицы. Если в систему вводится мономер, то мицеллы расширяются, и посторонние молекулы солюбилизируются в углеводородных областях. Таким образом растворимость органического вещества сильно повышается. Важная особенность состоит в том, что сильное набухание внешних областей в воде благоприятствует диффузии водорастворимого инициатора в области, расположенные в непосредственной близости от мономера. Харкинс с сотрудниками [87—89] провели широкие рентгенографические исследования по определению размеров мицелл в различных условиях и на отдельных стадиях реакции эта работа очень важна для понимания механизма полимеризации. В идеальных условиях инициирование происходит только [c.165]

Одним из наиболее эффективных методов определения размеров и формы мицелл является метод дифракции рентгеновских лучей, хотя сам по себе он, по-видимому, не может дать однозначной картины мицеллярной структуры этим в некоторой степени и объясняется полемический характер ряда опубликованных статей, посвященных рентгенографическому исследованию растворов поверхностноактивных веществ [37]. Рентгенограммы этих веществ сильно различаются даже для отдельных членов одного и того же гомологического ряда. Так, в ряду полигликолевых эфиров жирных спиртов [c.308]

Пожалуй, наиболее эффективным способом определения размеров мицелл по рассеянию света является относительно простой метод, разработанный и описанный Дебаем [42]. Интенсивный пучок монохроматического света ртутной лампы фокусируется в центре оптической ячейки, содержащей раствор поверхностноактивного вещества. Ослабленная почти на два порядка интенсивность рассеянного излучения измеряется при помощи фотоэлектрического устройства. Строится график зависимости интенсивности рассеянного излучения от концентрации раствора. Основное уравнение, связывающее размер мицелл (молекулярный вес) с интенсивностью рассеянного света, в упрощенной форме имеет вид [c.309]

Сферические мицеллы образуются в растворе при концентрациях, близких к ККМ. При увеличении концентрации ПАВ мицеллярный раствор проходит ряд равновесных состояний, характеризуемых определенным числом агрегации, размером и формой мицелл. [c.323]

Как было отмечено выше, применение стандартного химического потенциала р как функции размера ассоциата очень важно при определении формы отдельных ассоциатов амфифильных соединений и мицелл. Более детальная зависимость этого потенциала от N определяет распределение по размеру (полидисперсность) и форме получаемых ассоциатов. [c.164]

В отсутствии анизотропии, вызванной специфическими взаимодействиями ПАВ-ПАВ , модель сферических капель вполне приемлема, поскольку она приводит к минимизации поверхностной энергии. Отклонения от сферичности возникают из-за конечных размеров и анизотропии молекул ПАВ, а также из-за специфических химических взаимодействий ПАВ друг с другом. Можно заметить, что во многих ранних работах (простые сферические модели) экспериментальные данные интерпретируются при допущении сферической структуры. Так, в работе [44] было показано, что цепи ПАВ склонны к ассоциации в сфероидальные ассамблеи, которые могут претерпевать размерные флуктуации, также отличные от идеально сферической структуры. Для таких сборок существует момент инерции, связанный с ними. Экспериментальные методы определения подобных структур не могут отличать сферические структуры от сфер из-за вращения мицелл за время измерения, а также из-за динамических флуктуаций формы, возникающих в результате динамического равновесия каждого ПАВ в таких ассоциатах с окружающей его непрерывной фазой. [c.165]

При увеличе ши концентрации ПАВ мицеллярная система проходит ряд равновесных состояний, различающихся по числам ассоциации, размерам и форме мицелл. При достижении определенной концентрации сферические. мицеллы начинают взаимодействовать между собой, что способствует их деформации. Мицеллы стремятся принять цилиндрическую, дискообразную, палочкообразную, пластинчатую форму (см. рис. Ч.5). Существование пластинчатых мицелл доказано Мак-Беном. При концентрациях примерно в 10—50 раз больше ККМ мицеллярная структура многих ПАВ резко изменяется. Молекулы принимают цепочечную ориентацию и вместе с молекулами растворителя способны образовывать жидкокристаллическую структуру. Последней стадией агрегации при дальнейшем удалении воды из системы является образование гелеобразной структуры и твердого кристаллического ПАВ. [c.344]

Щелочные ооли некоторых жирных кислот с прямой цепью образуют интересные гели, имеющие большое промышленное значение. Соли кислот с короткой цепью воднорастворимы и ведут себя как нормальные кристаллоидные электролиты. Аномальные свойства обычных мыл появляются только при содержании в цепи более восьми а леродных атомов, увеличиваясь с длиной цепи. Типичным представителем мыл является пальмитат натрия. При низких температурах (0°С) он относительно нерастворим, но очень хорошо растворяется при 100° С. В разбавленных водных растворах его поведение нормально данные о понижении упругости пара и электропроводности говорят об отсутствии или малой степени молекулярной ассоциации соли и о высокой степени электролитической диссоциации (хотя и несколько более низкой, чем у других солей этого типа). При высоких концентрациях и понижение упругости пара и электропроводность ненормально низки в некоторой узкой области концентраций понижение упругости пара уменьшается с увеличением концентрации. Очевидно, что в концентрированных растворах молекулы мыла в высокой степени ассоциированы, образуя так называемые мицеллы коллоидных размеров. Некоторые из этих мицелл заряжены, но в значительной степени они состоят из нейтрального мыла. Выше 70°С эти коллоидные растворы устойчивы, но если температура падает ниже этого предела, то из растворов постепенно выпадает творожистый осадок, образованный фибриллами, состоящими в основном из сильно гидратированного нейтрального мыла. При дальнейшем понижении температуры весь концентрированный раствор превращается в мутную творолшстую массу, в которой промежутки между частицами заполнены остатком раствора мыла или его гелем. При температуре 0 С все мыло находится в состоянии творожистого осадка, концентрация же его во внешней жидкости очень мала. В этой области температур растворы в определенных условиях могут быть получены и в форме гелей, которые в отличие от относительно мутных творожистых осадков прозрачны и однородны. [c.246]

В обзоре [44] в сжатой форме обобщены разультаты исследования полимеризации, ассоциации и агрегации молекул и макромолекул методами светорассеяния. В работах [67, 73] на примерах мицелл и заряженных белков обсуждаются взаимодействия между частицами и их влияние на результаты определения размеров частиц методом СКУРС. Интересно, что при исследовании иммуноаналитической реакции динамические методы светорассеяния, в частности ФКС, дают 100-кратное (а в режиме ингибирования даже 1000-кратное) увеличение чувствительности по сравнению с обычными методами иммуноанализа. По чувствительности рассматриваемые оптические методы сравнимы с радиоиммуноанализом, но в них не используются радиоактивные реагенты, не требуется предварительного разделения связанного и несвязанного антигена и можно анализировать образцы объемом до 1 мкл [26, 104, 105]. В работе [90] с помощью скоростной лазерной нефелометрии контролировали реакцию иммуноосаждения. Применению методов светорассеяния для определения специфических белков посвящен обзор [80]. Разработан также другой оптический метод иммуноанализа, в котором измеряют свет, отраженный от покрытой антителами силиконовой поверхности под углом, близким к псевдобрюстеровскому [2]. [c.547]

Рассмотрим агрегатную форму процесса кристаллизации парафинов. Явление агрегатной кристаллизации наблюдается в основном для высококипящих мелкокристаллических парафинистых нефтяных продуктов главным образом остаточного происхождения и заключается в следующем. Высококипящие высокомолекулярные парафины дают при кристаллизации весьма мелкую кристаллическую структуру. По величине образуюпщеся кристаллики парафина приближаются, особенно для многих тяжелых продуктов остаточного происхождения, к размерам мицелл коллоидных растворов. Поэтому продукты, содержащие взвесь из таких мельчайших кристалликов парафина, проявляют ряд свойств, присущих коллоидным системам, — нанример аномалию вязкости, дают явления, аналогичные гелеобразованию, и др. К числу таких свойств относится способность микрокристаллической взвеси собираться нри определенных условиях в скопления или агрегаты, как это происходит нри коагуляции коллоидных растворов. Одной из причин такой коагуляции (точнее агрегации) является выделение на поверхности кристалликов парафина вязких масляных компонентов, способствующих ч оединению отдельных кристалликов в агрегаты. Возможно, что в процессе агрегации кристаллов парафина существенную роль играют такж . и электростатические явления. [c.74]

Надмолекулярная организация целлюлозы характеризуется наличием кристаллических и аморфных участков агрегации макромолекул, объединяющихся в фибриллы. Кристаллические области в целлюлозе большинства растений нмеют определенную форму н представлены как бы пластинками размерами 3—6X4—10x30— 80 нм [8]. Существует несколько обозначений этих пластинок — элементарные кристаллиты, микрокристаллиты, мицеллы. Длинные оси кристаллитов в упорядоченных областях расположены параллельно продольным осям элементарных фибрилл. Соотношение кристаллической части целлюлозы и общей ее массы называют степенью кристалличности. Например, кристалличность выделенных из древесины целлюлоз составляет 54—92% [8]. [c.11]

Скорость диффузии мицелл связана с размерами и формой их в гидратированном состоянии. Майзелс и Стигтер [118] и Стигтер с сотрудниками [119] измеряли коэффициент диффузии, вводя в мицеллы водонерастворимый радиоактивный краситель. Этим методом также можно определять ККМ по зависимости скорости мицеллярной диффузии от концентрации ПАВ. Такого рода измерения коэффициентов диффузии для ряда неионогенных ПАВ и определение их ККМ были проведены в работах [94, 120]. [c.24]

Разработан новый метод определения молекулярных весов высокомолекулярных соединений. Вследствие коллоидного характера этих веществ или их производных в растворенном состоянии измерение вязкости оказалось наиболее подходящим приемом определения молекулярных весов многих природных и синтетических высокомолекулярных соединений. Химическим определением характера концевых групп высокополимерных молекул полиоксимети-лена установлено, что эти молекулы построены таким же образом, как и молекулы низкомолекулярных соединений с преобладанием в молекуле цепей, т. е. молекулы имеют нитеобразную форму. Это было применено к изучению многих синтетических высоко полимер ных веществ и послужило основанием для определения структуры природных высокомолекулярных веществ. На основании крио ско пи ческих и осмотических определений молекулярного веса, а также гидрсгенизации и получения производных или переосаждения высокомолекулярных молекул было сделано заключение, что частицы полимеров не большие мицеллы, а молекулы в смысле классической органической химии. Дальнейшее исследование полимерных соединений направляется на выяснение 1) элементарных частиц (мономерных молекул), образующих полимер, 2) типа связи и 3) размера, а также формы частиц. [c.654]

Таким образом, в определенных пределах поглощение воды мицеллами присадки НГ-104 оказывает благотворное влияние на эффективность ее действия, обеспечивая так называемую вторичную солюбилизацию. Этот период, видимо, соответствует некоторому увеличению размера мицелл, не вызывающему резкого изменения их формы и не нарушающему равновесия коллоидной системы в целом. Увеличение количества воды в растворе, содержащем присадку, вйше критического не только не приводит к положительному эффекту, но может в конечном счете нарушить стабильность коллоидного раствора присадки и привести к ее выпадению в осадок [3]. [c.212]

В настоящее время разработаны методы определения ККМ, которые можно считать достоверными. Размер и форма мицелл определяются с малой степенью достоверности, данные разных авторов противоречивы и ныне не могут считаться объективной характеристикой свойства вещества. Объясняется это тем, что в случае дифильных молекул практически при всех концентрациях наблюдается в растворах ассоциация молекул растворенного вёщества. С увеличением концентрации ПАВ в растворе степень ассоциации возрастает в соответствии с законом действия масс. В точке ККМ происходит резкое изменение свойств растворов. Степень ассоциации или мицелляр-ная масса определяются по размеру мицеллы или кажущейся молекулярной массе. Методы, основанные на определении коллигативных свойств вещества (эбуллиоскопия, криоскопия, осмометрия), не чувствуют крупных агрегатов типа мицелл, а определяют молекулярную ассоциацию. Поэтому данные по мицеллярной массе, определяемые этими методами, показывают малое число молекул в агрегате, в то время как другие методы дают высокую степень ассоциации этих же ПАВ в тех же растворах. [c.182]

Форма мицелл. Предположение о сферичности малых мицелл носит лииш приблизительный характер, если учесть структуру попярных групп и доказательство неровности поверхности [23]. Важной проблемой является определение интервала размеров малых мицелл, в котором они "эффективно" сферичны. Это касается по крайней мере углеводородной части молекул. Трудно оценить применимость дпя ограничения размеров сферической мицеллы какого-либо стро-го геометрического фактора, такого, как, например, радиус "ядра", равный длине вытянутой цепи мономера. Крайне маловероятно, чт1 бы все мономеры в мицелле были полностью вытянуты. С другой стороны, в соответствии с плотностью упаковки углеводородной части [24] и при данном значении числа агрегации может существ [c.128]

Рассмотрим теперь случай, когда размер полярных групп таков, что при определении параметров как цилиндрической, так и пластинчатой мицелл нужно учитывать условия упаковки полярных групп на поверхности мицеллы. Для обоих типов мнцелл возьмем наиболее компактную форму, соответствующую плотной упаковке полярных групп. Радиус цилиндрической мицеллы определим формулой (43.10), а толщину пластинчатой мицеллы к — формулой (45.13). В этом случае уже не диаметр, а радиус цилиндрической мицеллы равен толщине пластинчатой мицеллы = к. Соответственно [c.217]

Исследуется образование мицелл из одноцепочечных амфифильных молекул при разных концентрациях соли. Предположим, что имеется метод определения формы мицелл, с помошью которого обнаруживается, что форма мицелл резко меняется в интервале концентраций Na l в растворе от 0,01 до 0,5 М. Объясните это изменение формы. Будет ли меняться также и размер мицелл при увеличении концентрации соли Поясните ващ ответ. Как, по-ващему мнению, изменится форма мицелл (и их размеры, если они происходят) [c.482]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология