Исследование мицеллообразования в растворах ПАВ

Работа 20. ИССЛЕДОВАНИЕ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ В РАСТВОРАХ ПАВ [c.132]

Фукс Г. И., Тихонов В. П., Лебедев Р. А. Исследование мицеллообразования ПАВ в неполярных жидкостях методом ИК спектроскопии. 1. Растворы жирных кислот в четыреххлористом углероде.— Коллоид, журн., 1981, 43, № 6, с. 1181— 1186. [c.178]

Исходя из исследования поверхностей активности асфальтенов [267, 268] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков. Показано, что истинные растворы получаются при массовом содержании асфальтенов 0,005—0,6 %. Более концентрированные растворы образуют гетерогенные дисперсные системы. При дальнейшем концентрировании образуются первичные надмолекулярные образования и затем асфальтены выделяются в отдельную фазу. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до 2 мк. Размеры асфальтеновых частиц [c.280]

Работа 22. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ЦЕПИ МОЛЕКУЛ ПАВ НА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ АДСОРБЦИИ И МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ [c.137]

Интерферометрическим методом ККМ определяют по точке излома кривой зависимости Ап=Г(С). Метод имеет то преимущество, что исследуемый раствор в ходе определения не подвергается каким-либо воздействиям, изменяющим условия мицеллообразования. При высокой чувствительности прибора это позволяет получать точные результаты. Метод не пригоден для исследования мутных и окрашенных растворов. [c.127]

Материал учебника несколько шире рамок действующей программы. В него вошли такие разделы физической химии, как основы учения о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования. Несколько более широко, чем в обычных курсах физической химии, даны такие разделы, как свойства электролитов, электрохимия, экстракция, перегонка с водяным паром, адсорбция, катализ, получение и стабилизация золей и эмульсий, мицеллообразование и солюбилизация в растворах поверхностноактивных веществ (ПАВ), применение ПАВ в фармации. Рассмотрено влияние дисперсности на свойства порошков. Принимая во внимание аналитическую направленность специальности Фармация и важное значение методов молекулярной спектроскопии для исследования и анализа лекарственных веществ, авторы уделили большое внимание изложению теории физико-химических методов анализа (рефрактометрия, поляриметрия, фотометрия, спектрофо-тометрия, кондуктометрия, потенциометрия, полярография, хроматография, электрофорез и др.). [c.3]

Исследования показали, что введение в полуколлоидную систему различных добавок, а также изменение температуры раствора, сдвигают величину критической концентрации мицеллообразования. Это имеет большое практическое значение. Мицеллярный вес полуколлоидов имеет порядок десятков тысяч. Мицеллярный вес определяют несколькими методами. Так, используя метод Дебая (см. раздел IV), находят экспериментальное значение мутности для не- скольких концентраций раствора полуколлоида, затем [c.82]

Объектами исследования служили как отдельные продукты (парафины, ПАВ), так и их смеси. Судя по характеру изотермы поверхностного натяжения кислотно-парафиновых растворов, на границе с водой синтетические жирные кислоты в парафиновых растворителях (парафин марки В и Т) образуют мицеллы. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) фракции Сп-С20 СЖК составляет 4 % масс. Для выявления влияния мицеллообразования СЖК на адсорбцию последних на твердой поверхности керамического порошка [c.16]

Одновременно с изменением зависимости е от температуры определялась другая важнейшая диэлектрическая характеристика систем — tgб. На рис. 2 представлены результаты измерения tgб для растворов стеарата Мп в вазелиновом масле на частоте 400 гц. С увеличением температуры остается практически постоянным, затем быстро возрастает и проходит через резко выраженные максимумы при тех же температурах, что и е. Для tgб всех исследованных систем также характерно увеличение максимума по абсолютному значению и сдвиг в сторону больших температур с увеличением концентрации мыла. Такой сдвиг максимумов е и tgб соответствует характеру изменения критической температуры мицеллообразования с увеличением концентрации. Прохождение диэлектрических параметров с изменением температуры через максимум, несомненно, указывает на наличие связи между превраш ениями в углеводородных растворах мыл и критически- [c.302]

Обобщен цикл физико-химических исследований растворов поверхностно-активных веществ. Рассмотрена зависимость поверхностных свойств растворов поверхностно-активных веществ от их структурно-реологических особенностей, в частности—процессов мицеллообразования и структурообразования. Рассмотрены механизмы солюбилизации, стабилизации и некоторых других аффектов, обусловленных поверхностно-активными веществами. [c.363]

Взаимодействия между углеводородными радикалами молекул ПАВ в водной среде (гидрофобные взаимодействия) изучались нами в связи с мицеллообразованием, устойчивостью и взаимо-превращаемостью мицелл, а такн е в связи с исследованием солюбилизации олеофильных соединений в водных растворах мыл [11. [c.249]

При исследовании процесса растворения некоторых ПАВ в различных системах (водных и углеводородных) на кривой зависимости поверхностного натяжения от концентрации часто отмечается точка перегиба. Связано это с тем, что при определенной концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), в растворе начинают образовываться агрегаты молекул — мицеллы. При этом с повышением общей концентрации ПАВ в системе содержание молекулярно растворенного вещества не изменяется или изменяется незначительно, а избыточное вещество группируется в мицеллы. [c.34]

Стабилизующее действие неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) на лиофобные золи обусловлено ориентированной адсорбцией молекул ПАВ на коллоидных частицах, которая приводит к гидрофилизации поверхности дисперсной фазы [1]. Ввиду того что исследованные в работах [1] ПАВ относятся к полуколлоидам, важно установить, какую роль в указанном механизме стабилизации играет возникновение в растворе мицелл мыла. Чтобы это выяснить, необходимо располагать достоверными сведениями о величинах критических концентраций мицеллообразования [(ККМ) изученных препаратов ПАВ. Независимо от этого представляет интерес получение данных о поверхностной активности и ее изменении в гомологическом ряду исследуемых соединений. [c.127]

Детальное исследование процессов пенного разделения тройных растворов, компоненты которых не вступают в химическое взаимодействие, проведено в работах [112, 113]. Объектами исследования были системы вода — додецилсульфат натрия и кислоты масляная, валериановая, капроновая. Во всех случаях роль пенообразователя выполнял додецилсульфат натрия, причем концентрация пенообразователя была ниже критической концентрации мицеллообразования. В качестве выделяемых органических веществ выступали нормальные жирные кислоты, достаточно хорошо растворимые в воде и имеющие сравнительно низкое давление паров. Это позволяло, во-первых, определять концентрации кислот посредством титрования и, во-вторых, исключало возможность изменения состава раствора при пенном разделении за счет испарения. [c.159]

Отклонение величин критической концентрации мицеллообразования и других характеристик растворов от аддитивных значений связывается с образованием смешанных мицелл [124, 158, 1591. Существование смешанных мицелл ПАВ экспериментально подтверждено при исследовании их электрофоретической подвижности и диффузии [160], а также измерениями светорассеяния [161]. [c.23]

Как известно, амины (в том числе и ЧАС) относятся к поверхностно активным веществам. Поэтому явления мицеллообразования, структура мицелл, солюбилизация, достаточно подробно исследованные в водных растворах поверхностно активных веществ, характерны и для аминов. [c.393]

Первые количественные исследования природы растворов МПАВ принадлежат Мак Бэну. На основании результатов исследования осмотических свойств и электропроводности растворов мыл Мак Бэн впервые (в 1913 г.) сформулировал представления об образовании в них мицелл путем ассоциации индивидуальных молекул или ионов мыла. В дальнейшем развитие теории мицеллообразования связано с именами Г. Гартли, В. Харкинса, П, Дебая. Огромный вклад в эту область внесли работы П. А. Ребиндера и его научной школы. [c.36]

Разновидностью динамических мембран являются так называемые жидкие мембраны. При исследовании разделения растворов неорганических солей с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ) было обнаружено [83] изменение характеристик ацетат-целлюяозных мембран (см. также Приложения ХП—XIV) по сравнению с растворами солей, не содержащих таких добавок. Оказалось, что катионогенные и неионогенные ПАВ, присутствующие в микроколичествах в исходном растворе, значительно повышают селективность мембраны. Так, эффективной добавкой является (рис. 1-17) полиоксиэтилиро-ванный алкилфенол (ОП-10). Максимальная селективность оказалась при достижении критической концентрахщи мицеллообразования. Дальнейшее повышение концентрации ПАВ не оказывает влияния на характеристики мембраны. [c.46]

Доказательство того, что мицеллообразование может влиять на адсорбционное равновесие, дают также исследования молекулярных растворов, в которых возможно образование молекулярных диме- 80 ров [16J. При рассмотрении кривых типа III, кроме мицеллообра- 70 зования, следует иметь в виду ряд других усложняющих обстоя- i тельств. Так, в случае мыл к [c.281]

Смолисто-асфальтеновые вещества могут находиться в нефти в молекулярно-растворенном, коллоидно-диспергированном состоянии или в виде макрофазы. Переход из одного состояния в другое может быть вызван дс1 1ствием разнообразных внешних факторов, самыми распространенными среди которых являются изменение состава растворителя и температуры. На основе исследования поверхностной активности асфальтенов [68] в интервале 20—150°С была найдена критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) в групповых компонентах соответствующих нефтяных остатков, и показано, что при концентрации асфальтенов 0,005—0,60% (мае.) содержащие их нефтяные системы являются истинными растворами, С увеличением ко1щентрацин асфальтенов растворы переходят в дисперсные системы с последующим выделением асфальтенов в виде отдельной фазы. Частицы асфальтенов в коллоидных системах имеют размеры 2—30 нм и образуют коацерваты размером до [c.35]

Одновременно с растворением ПАВ происходит объединение углеводородных частей молекулы ПАВ в водной среде — так называемое гидрофобное взаимодействие. Причиной гидрофобного взаимодействия является ослабление структуры воды при переходе углеводородных цепочек из водных растворов ПАВ в ядро мицеллы, где между ними возникают ван-дер-ваальсовы связи. Разрушение структуры воды, а также увеличение конформационной энтропии углеводородных цепочек в ядре мицеллы по сравнению с их энтропией в водной фазе приводят к повышению энтропии системы. В работах Немети и Шерага, а также в исследованиях П. А. Ребиндера и 3. Н. Маркиной показано, что процесс образования мицелл является типичным случаем гидрофобного взаимодействия. Это означает, что в энергетическом балансе мицеллообразования появляется новая со-- ставляющая — увеличение энтропии системы, что и определяет во многих случаях энтропийный характер мицеллообразования. Конечно, не следует забывать, что при образовании миЦелл идет и противоположный процесс — падение энтро- пии. В результате в качестве компромисса возникают малые мицеллы, так как при образовании крупных мипелл происходила бы значительная убыль энтропии. [c.406]

Исследования водных дисперсий мицеллообразующих ПАВ показали, что-мицеллообразование как путем конденсации молекул в мицеллы, так и путем растТор диспергирования макрофазы может происходить только выше некоторой температуры Тк, называемой точкой Крафта ККМ (рис. VIII—12). Ниже температуры Тк растворимость ПАВ мала и оказывается РастВор меньше, чем ККМ. В этой области тем- [c.228]

Большая работа была проведена в области изучения термодинамических и структурных свойств смешанных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ), их фазового поведения, в области моделирования мицеллярных систем. Изучены диаграммы растворимости для водных смесей двух анионных ПАВ (додецилсульфаты натрия и калия, додецилдиэтокси-сульфат натрия), а также смесей анионного и цвиттерионнохо ПАВ. Установлена граница между мицеллярной и жидкокристаллической фазами, определены значения критических концентраций мицеллообразования (ККМ) для индивидуальных веществ и смесей. Проведено исследование влияния добавок солей, органических соединений разных классов на смещение фазовых границ в растворах смешанных ПАВ. Выполнялись исследования вязкости и электропроводности указанных выше систем. Получены новые результаты по моделированию мицеллярных систем. В рамках псевдофазной модели проведены расчеты ККМ и диаграмм растворимости в водных растворах смесей поверхностно-активных веществ, - в частности, при наличии химических превращений. Результаты прогнозирования свойств тройных систем удовлетворительно согласуются с опытом. [c.109]

При исследовании адсорбции неионогенных и анионных ПАВ из водных растворов в области концентраций, превышающих критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ5), установлено, что после завершения формирования плотноупако-ванного монослоя ионов или молекул ПАВ, ориентированных длинной осью параллельно поверхности адсорбента, наблюдается дальнейшее увеличение адсорбции (рис. IV-13). Причиной такого возрастания -адсорбции может быть ассоциация углево-доро ных цепей молекул ПАВ, присутствующих в адсорбционном слое, сближенных или упакованных с той же плотностью, что и молекулы в объемной мицелле. [c.92]

Слабое увеличение ККМ с температурой, наблюдаемое нами на опыте, термодинамически должно соответствовать малым тепловым эффектам мицеллообразования. Действительно, проведенный приближенный подсчет для тех мыл, где была установлена температурная зависимость ККМ, показал, что изменения энтальпии образования мицелл (ЛЯ) отрицательны и невелики (1—3 ккал моль), что соответствует энергии ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Для гомологов мыл Сю— i4, олеата аммония [21, а также для биологически активных стероидных ПАВ — холата и дезоксихолата натрия [3], АЯ еще меньше (практически равно нулю). Малое изменение ККМ в растворах исследованных мыл с температурой согласуется также с представлениями Тартара [4], согласно расчетам которого, ККМ водных растворов мыл, являющаяся прямой функцией толщины ионной атмосферы вокруг поверхностно-активных анионов, должна мало увеличиваться с температурой при отрицательном температурном коэффициенте диэлектрической постоянной для воды. [c.240]

Молекулярная теория мицеллообразования и свойств мицеллярных растворов построена на базе моделей, отражающих основные особенности молекул мицеллообразующих поверхностно-активных веществ (ПАВ). Эти модели обоснованы с помощью исследований свойств жидких систем, состоящих из сравнительно простых молекул, которые характеризуют поведение фрагментов сложных молекул ПАВ, В разбавленных водных растворах молекулы алкилфениловых эфиров полиоксиэтилен-гликолей (АФПЭГ) образуют с молекулами воды клатратно-гидратные структуры. В растворах гибких, т. е. способных к внутреннему вращению молекул ПАВ мицеллообразование представляет собой фазовый переход второго рода. При этом, в узком интервале концентраций ПАВ протекают коллективные реакции распада клатратно-гидратных структур с образованием агрегатов, имеющих структуру мицелл. [c.255]

Примерами гидрофильных золей, теряющих устойчивость лищь в концентрированных растворах электролитов, являются золи серы, оксидов и гидроксидов металлов и других соединений, дисперсная фаза которых сильно гидратирована за счет образования водородных связей с молекулами воды. Исследования стабильности и электрокинетического потенциала ряда гидрофобных золей (галогенидов серебра, сульфидов мышьяка и сурьмы), к которым были добавлены неионогенные поверх-ностно-активные вещества (оксиэтилированные эфиры этиленгликоля), показали, что образовавшиеся при этом дисперсии также представляют собой типичные лиофильные коллоидные растворы. Краснокутская и Сапон обнаружили, что с увеличением содержания ПАВ в растворе устойчивость золей в определенной области концентраций реагента возрастает настолько, что коагуляция наступает только в высококонцентрированных растворах солей. Таким образом, гидратированные молекулы неионных ПАВ, адсорбируясь на гидрофобных коллоидных частицах, превращают их в гидрофильные. При действии электролитов с однозарядными противоионами очень малые добавки ПАВ вызывают эффект сенсибилизации. При коагуляции высокоустойчивых коллоидных растворов, стабилизированных ПАВ, заряд противоионов, как у всех гидрофильных золей, не имеет существенного значения. Гидрофилизи-рованный золь становится чувствительным к совместному действию дегидратирующих агентов (например, этилового спирта или повышенных температур) и небольших количеств солей. Концентрация ПАВ, вызывающая превращение гидрофобного золя в гидрофильный, снижается с увеличением длины оксиэтиленовой цепи и углеводородного радикала молекулы ПАВ, но не связана с критической концентрацией мицеллообразования поверхностно-активного соединения. [c.23]

Для улучшения выделения алкилбензолсульфонатов из разбавленных водных растворов и повышения устойчивости пены в раствор вводили октиловый спирт, что позволяло существенно снижать остаточную концентрацию поверхностно-активных веществ, неусваиваемых микроорганизмами [60]. Исследование возможности пенного разделения двух анионных поверхностноактивных веществ — додецилсульфата и додецилбензолсульфоната натрия — показало, что максимальный эффект достигается при концентрациях, несколько меньших критической концентрации мицеллообразования [51, гл. 16]. Как при уменьшении, так и при увеличении концентрации раствора разделение двух поверхностно-активных веществ ухудшилось. [c.104]

Поскольку мицеллярный катализ представляет собой сравнительно новую область исследований, для обнаружения определенных закономерностей, позволяющих затем давать обоснованные прогнозы о каталитической активности тех или иных систем, необходимо сопоставить тщательно и систематически большое количество разнообразных результатов. При исследовании каталитического действия мицелл имеет смысл особенно внимательно подойти к рассмотрению мицеллярных растворов при концентрации, близкой к ККМ. Отсутствие влияния мицеллообразования на скорость той или иной реакции также может быть существенно, и такими результатами пренебрегать не следует. В дополнение к обычным предосторожностям [140, 141, 160], которые приходится предпринимать в кинетических исследованиях, в опытах с мицеллярными растворами следует обратить особое внимание на влияние буферных систем и электролитов на катализ, поскольку во многих случаях эти вещества сильно ингибируют реакции, катализируемые мицеллами [102, 103, 111, 134—136, 139, 143, 144]. Предпочтительно обходиться без буферов и дополнительных электролитов, когда это возможно, или сводить концентрации этих добавок к безусловно необходимому минимуму. Особое внимание следует уделить чистоте реагентов, потому что коммерческие препараты детергентов обычно содержат непрореагировавшие исходные материалы, которые могут оказаться катализаторами или ингибиторами реакций как в мицеллах, так и в объеме раствора. Детергенты, особенно неионные, часто содержат также примеси посторонних мицеллообразующих соединений, отличных по составу от основного вещества, что может привести к образованию смешанных мицелл неопределенного состава. Во всяком исследовании, претендующем на количественную точность, необходимо принять меры для очистки детергентов. Методг очистки БЦТА и ДДС приведены в заботах [105, 145], а очистка неионных ПАВ описана в работах 22, 146]. [c.240]

Поскольку в литературе отсутствуют данные об изменении псвер.хностного натяжения водных растворов смоляных и жирных кислот, а также щелочного лигнина от их концентрации, нами были проведены такие исследования. Лигнин и суммарно смоляные и жирные кислоты были выделены из сточных вод и приготовлены водные растворы щелочного лигнина и натриевых солей кислот различной концентрации. Поверхностное натяжение разбавленных водных растворов щелочного лигнина и натриевых солей смоляных и жирных кислот (суммарно) определено методом максимального давления пузырька воздуха в приборе П. А. Ребиндера при 20° С. Как видно из приведенных данных (рис. 1), поверхностное натяжение водных растворов солей смоляных и жирных кислот с повышением их концентрации до 4,8 г/л (критическая концентрация мицеллообразования — ККМ) резко падает. Дальнейшее повышение концентрации мыл не оказывает влияния на поверхностное натяжение растворов. В сульфатном мыле смоляные и жирные кислоты содержатся в соотношении 1 1с небольшим отклонением в ту или другую сторону. Из жирных кислот главным образом содержится пальмитиновая кислота и в небольшом количестве олеиновая и лино-левая кислоты. Для всех этих кислот характерно линейное строение их молекул, причем длина их значительно превышает поперечные размеры. Смоляные кислоты представляют собой смесь, по составу близкую к абиетиновой кислоте. Все они имеют кольчатое строение, причем длина и поперечник молекул имеют одинаковые размеры. Имея различное строение, смоляные и жирные кислоты обладают и различными поверхностно-активными свойствами. Поверхностные свойства у смоляных кислот выражены несколько слабее, чем у жирных. Этим и следует объяснить, что ККМ смеси кислот достаточно высока. Критическая концентрация мицеллообразования водных растворов олеата натрия при 20° С составляет 1 г/л. Лигнин обладает очень слабой поверхностной активностью, ККМ лигнина составляет 10 г/л, при этом поверхностное натяжение растворов 66 дин см К [c.43]

Агрегация дифильных молекул в мицеллы рассматривалась или как постепенная ассоциация молекул, или как фазовый переход [2, 3]. Образование сферических везикул из дифильных молекул в растворе до настоящего времени не исследовалось с точки зрения термодинамики. В первых работах [4] по исследованию процесса мицеллообразования считалось, что в системе могут сосуществовать мицетъпы всевозможных размеров. Предполагалось, что при низких концентрациях дифильного вещества размеры агрегатов монотонно уменьшаются при уменьшении размеров молекул. При увеличении концентрации дифильного вещества функция распределения, исходно монотонно убывающая, переходила в функцию, у которой имеется два экстремума — один максимум и один минимум. Критическая концентрация дифильного вещества определялась как такая концентрация, при которой происходят изменения вида функции распределения агрегатов по размерам. Было показано [5], что определенная таким образом критическая концентрация близка к критической концентрации мицеллообразования (ККМ). В области концентраций, близкой к ККМ, физико-химические свойства системы изменяются бь стро, но непрерывно, а концентрация изолированных молекул дифильного вещества в растворе при этом растет медленно. Расчеты показати, что увеличение концентрации ПАВ выше ККМ приводит не только к увеличению количества агрегатов, но также к увеличению среднего размера агрегатов. Эти предсказания теории хорс шо согласуются с экспериментальными данными. Надо отметить, что при таком подходе несущественна конкретная модель мицеллообразования. Однако при этом предполагается, что существуют определенные типы агрегатов - мицеллы. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология