Солюбилизация в водных мицеллярных растворах

Главная особенность мицеллярных растворов — способность к солюбилизации, т. е. к самопроизвольному растворению веществ, в обычных условиях нерастворимых в данном растворителе. Например, нефть становится растворимой в мицеллярной системе вода — ПАВ, хотя, обычно нефть не растворяется в воде и в истинном водном растворе ПАВ. [c.186]

Важным свойством мицелл является их способность солюбилизировать, т. е. значительно увеличивать растворимость углеводородов в водных мицеллярных растворах или, соответственно, полярных жидкостей в обратных мицеллярных системах. В результате солюбилизации образуются устойчивые изотропные системы, которые называются микроэмульсиями. Свойства вещества при солюбилизации в мицеллах сильно изменяются, в результате чего скорость химических реакций также меняется. Это явление, называемое мицеллярным катализом, нашло широкое применение в химии, биологии, медицине, в различных технологических процессах. [c.349]

Отличительной особенностью мицеллярных растворов ПАВ является их солюбилизирующая способность, т. е. способность растворять вещества, которые в чистом растворителе нерастворимы. Например, водный мицеллярный раствор ПАВ растворяет углеводороды, углеводородные мицеллярные растворы ПАВ становятся растворителями воды. Достаточно эффективное ПАВ делает несмешивающиеся жидкости неограниченно растворимыми. Разумеется, это не истинные, а коллоидные растворы. Солюбилизация происходит в результате проникновения молекул слабо растворимого вещества внутрь мицелл. Именно там оно накапливается в больших количествах, обеспечивая растворимость нерастворимого вещества. Мицеллы ПАВ при этом увеличиваются в размере. Типичным представителем водорастворимых мицеллообразующих ПАВ являются мыла щелочных металлов. [c.585]

Сульфонаты способны вызывать солюбилизацию, т. е. растворять неполярные углеводородные жидкости — минеральные масла в водных мицеллярных растворах [35]. При этом могут образовываться либо коллоидные прозрачные растворы (так называемые растворимые масла ), либо эмульсии, если имеется избыток масла сверх [c.42]

В. Солюбилизация в водных мицеллярных растворах [c.230]

Мицеллярные растворы мыл и детергентов обладают характерной способностью к солюбилизации, т. е. к повышенной растворимости углеводородов в водных растворах, благодаря возможности поглощения углеводородов в неполярных ядрах мицелл (Ж- Мак-Бэн, П. А. Ребиндер). На рис. 53 показана солюбилизация бензола в пластинчатой мицелле детергента с увеличением размера мицеллы. [c.108]

Жиры омыляют водным раствором едкой щелочи. Практически жиры нерастворимы ни в воде, ни в водном растворе едкой Щелочи, поэтому реакция омыления сначала протекает на поверхности раздела с небольшой скоростью. Чтобы увеличить поверхность соприкосновения жира с раствором щелочи, нужны эмульгаторы. Таким эмульгатором служит само мыло, образующееся в начальный период омыления, специально добавленное или оставшееся в аппарате от предыдущей варки. Под действием острого пара или при энергичном перемешивании механической мешалкой образуется довольно стойкая эмульсия. С образованием эмульсии скорость реакции омыления значительно возрастает. Однако в сложном механизме омыления мыло является не только эмульгатором. Когда в реакционной массе накапливается примерно 10—15% (от веса жира) мыла, молекулы мыла начинают образовывать агрегаты (мицеллы). Мицеллы растворяют в себе жир и делают его растворимым в водном растворе щелочи. Процесс мицеллярного (коллоидного) растворения называется солюбилизацией. [c.130]

Солюбилизация. Мицеллярные растворы ПАВ обладают способностью к солюбилизации — повышенной растворимости углеводородов в водных растворах ПАВ, так как они поглощаются неполярными ядрами мицелл. Солюбилизация протекает самопроизвольно с убылью свободной энергии. При этом образуются прозрачные, термодинамически устойчивые, равновесные системы, не расслаивающиеся со временем. При достаточном количестве взятого углеводорода солюбилизация заканчивается образованием [c.245]

Явление растворения веществ в мицеллах ПАВ называется солюбилизацией. В водных мицеллярных системах солюбилизируются вещества, нерастворимые в воде, например, бензол, органические красители, жиры. Это обусловлено тем, что ядро мицеллы проявляет свойства неполярной жидкости. В органических мицеллярных растворах, в которых внутренняя часть мицелл состоит из полярных групп, солюбилизируются полярные молекулы воды, причем количество связанной воды может быть значительным. Вещество, солюбилизированное раствором ПАВ, называют солюбилизатом, а ПАВ — солюбилизатором. Количественно солюбилизацию (солюбилизирующую способность) характеризуют значением мольной солюбилизации Зт — количеством молей солюбилизата, отнесенного к 1 моль мицел-лярного ПАВ. [c.345]

В мицеллярных растворах ПАВ солюбилизируются многие кра сители. Те из них, которые в воде обладают заметной растворимостью, кроме того, солюбилизируются мицеллярными раствора ми ПАВ, что видно из заметного увеличения их растворимости в присутствии ПАВ. При этом в растворе наступает динамическое равновесие между концентрациями красителя в водном растворе и концентрацией солюбилизированного красителя в мицеллах ПАВ. Красители, нерастворимые в углеводородных жидкостях, в мицеллах неионогенных ПАВ при солюбилизации концентрируются во внешней, оксиэтиленовой части мицеллы. Это было подтверждено идентичностью спектров красителя в солюбилизированном состоянии и растворенного в полиэтиленгликоле. [c.13]

Растворы полноценных ПАВ являются коллоидными, так как им присущи основные признаки коллоидного состояния — коллоидная дисперсность и двухфазность. В отличие от обычны с коллоидных систем они термодинамически равновесны и образуются самопроизвольно, в связи с чем раньше их называли полуколлоид-ными растворами. Благодаря наличию мицеллярных структур растворы полноценных ПАВ обладают особыми свойствами. Они способны обеспечивать коллоидное растворение практически нерастворимых лиофобных веществ (солюбилизация). Например, водные растворы мыл способны солюбилизировать различные углеводороды. Солюбилизация происходит в результате перехода углеводородов во внутреннюю часть мицелл. Солюбилизация играет существенную роль в эмульсионной полимеризации и является одной из причин моющего действия полуколлоидов. [c.119]

Молекулы солюбилизированного нафталина размещаются преимущественно во внутренней углеводородной области мицеллы. Однако хорошая раствори 1 ость нафталина не только в углеводородах (в ундекане), но и в диэтиленгликоле дает основания для предположения о том, что часть нафталина может быть солюбилизирована и в полиоксиэтиленовой внешней зоне мицелл ЙАВ. В отличие от нафталина, а-нафтолфталеин соверЩенно не растворяется в алифатических углеводородах, но практически неограниченно растворяется в диэтиленгликоле и в концентрированном водном растворе полиэтиленгликоля По-видимому, при солюбилизации он локализуется во внешней полиоксиэтиленовой части мицеллы. Предел солюбилизации нафталина (I) и а-нафтол-фталеина (И) водными мицеллярными растворами оксиэтилированных эфиров децилового и додецилового спиртов приведен ниже, моль солюбилизата/моль ПАВ [c.136]

В предыдущем параграфе рассмотрены двухкомпонентные лиофильные коллоидные системы — дисперсии мицеллообразующих ПАВ. Введение в систему третьего компонента, в зависимости от его природы, может либо затруднять мицеллообразование, либо (что наблюдается чаще) способствовать этому процессу. Подавление ассоциации молекул ПАВ в мицеллы происходит при введении в водный раствор ПАВ значительных количеств полярных органических веществ, например низших спиртов. Такие вещества увеличивают молекулярную растворимость ПАВ и вследствие этого затрудняют мицеллообразование. Введение этих же веществ, но в малых количествах, и особенно добавление неполярных углеводородов приводит к некоторому понижению ККМ, т. е. облегчает мицеллообразование. При этом существенно изменяется строение мицелл введенный в качестве добавки третий компонент входит в состав мицеллы. В результате практически нерастворимые в чистой воде углеводороды растворяются в мицеллярных дисперсиях ПАВ. Это явление — включение в состав мицелл третьего компонента, нерастворимого или слабо растворимого в дисперсионной среде, называется солюбилизацией. Различают прямую солюбилизацию (в водных дисперсиях ПАВ) и обратную (в углеводородных системах). [c.232]

Рассмотрим закономерности этого процесса на примере прямой солюбилизации при введении в водную дисперсию мицеллообразующих ПАВ углеводородов и спиртов, по данным детальных исследований 3. Н. Маркиной. Как известно, растворимость углеводородов в воде очень мала и составляет, например для октана, 0,0015%. Вместе с тем в 10%-ном растворе олеата натрия может быть растворено приблизительно 2% октана, т. е. эффективное значение растворимости этого углеводорода возрастает более чем на три порядка. Количественно способность к солюбилизации может быть охарактеризована величиной относительной солюбилизации 8 — отношением числа молей солюбилизированного вещества Л сол к числу молей ПАВ, находящегося в мицеллярном состоянии Л миц [c.232]

Мицеллы следует рассматривать как изолированные фазы с упорядоченной структурой, а мицеллярные структуры — как двухфазные термодинамически устойчивые системы, Солюбилизация в растворах ПАВ происходит, по-видимому, вследствие равномерного распределения углеводорода между мицеллярной и водной частью системы. Наблюдаемый экспериментально предел солюбилизации свидетельствует о том, что мицеллы ПАВ обладают определенной емкостью, в результате чего избыток углеводорода выделяется в виде отдельной фазы. [c.20]

Использованные для исследования адсорбции мицеллярные растворы ПАВ (с концентрацией выше ККМ ) насыщали нафталином или а-нафтолфталеином до постоянных значений величин солюбилизации. Предел солюбилизации нафталина и а-нафтолфталеина водными растворами оксиэтилированных эфиров децилового и додецилового спиртов имеет следующие значения [c.97]

Одним из характерных свойств растворов коллоидных ПАВ, связанным с их мицеллярным строением, является солюбилизация — растворение органических неполярных веществ в водных мицеллярных растворах ПАВ. Механизм солюбилизации заключается в проникновении неполярных молекул веществ в неполярное ядро мицеллы (рис. 92). При этом углеводородные цепи раздвигаются и объем мицеллы увеличивается. При солюбилизации в пластинча-" тых мицеллах неполярные молекулы внедряются между слоями молекул ПАВ и располагаются среди их неполярных углеводородных цепей, при этом расстояние между отдельными молекулярными слоями увеличивается (рис. 93). [c.218]

Так, термин мицелла впервые был введен Мак-Бэиом в 1913 г, для обозначения агрегатов дифильных электролитов в водных растворах. Как известно, фундаментальной характеристикой мицеллообразующих веществ является дифильность их молекул, т, е, наличие в молекуле полярной и неполярной частей. В основе современных представлений о структуре мицеллы лежит модель Дж. Хартли, согласно которой мицеллы имеют жидкоподобное ядро, образованное из полярных головок или углеводородных хвостов (в зависимости от типа мицеллярного раствора). Граничный слой образован соответственно углеводородными частями или полярными группами тех же самых молекул, что формируют ядро мицеллы. Процесс мицеллообразования носит кооперативный характер и начинается по достижении критической концентрации мицеллообразования. Сегодня же понятие мицелла используют не только в его первоначальном смысле, но и более широко для обозначения упорядоченных областей в полимерах, органических коллоидных частиц, обнаруженных в угле, глинах и т. д. Такая трансформация термина мицелла не оправдана. Именно поэтому на Международном симпозиуме по мицеллообразоваиию, солюбилизации и микроэмульсиям было предложено применять его в первоначальном смыс.ш Г1191. [c.71]

Методами УФ-, ЯМР-спектроскопии и вискозиметрии изучена растворимость производных бензойной кислоты, сульфадимезина водными растворами НПАВ. Мицеллярная солюбилизация этих веществ зависит от присутствия в их молекулах групп, которые образуют водородные связи. В 2% растворах твинов растворимость бензойной, салициловой и ацетилсалициловой кислот увеличивается в 1,6-2,3 раза. [c.335]

В заключение коротко остановимся на некоторых общих закономерностях процессов солюбилизации неполярных веществ в водных растворах мицеллярных мыл и глобулярных белков, лежащих в основе общности природы как образования солюбилизирующих структур, так и механизма переноса неполярных молекул из воды в неполярное окружение [197]. [c.44]

Общим свойством водных растворов ПАВ и глобулярных белков является их солюбилизирующая способность по отношению к малорастворимым неполярным веществам. Солюбилизирующая способность белковых и мицеллярных структур связана с образованием в результате гидрофобных взаимодействий неполярных областей, как это показано в работах Маркиной и сотр. [6, 198—200], в наших работах с сотр. [126, 127, 163, 164, 191, 196] и в работах других исследователей [94,105,118,147]. Результаты этих работ показывают, что процессы солюбилизации неполярных [c.44]

Эти общие закономерности солюбилизации служат убедительным доказательством наличия второй мицеллярной фазы в растворах при концентрациях выше ККМ. Действительно, коэффициент распределения солюбилизированного углеводорода между истинным водным раствором и ядрами мицелл остается постоянным, независимо от числа мицелл и концентрации МПАВ, до тех пор, пока при эти ми- [c.21]

Значительные объемные свойства водных растворов мылообразных поверхностно-активных веществ, т. е. веществ с достаточно длинными углеводородными цепями и достаточно гидрофильными полярными группами, образующих лиофильные коллоидные системы, хорошо подтверждаются закономерностями своеобразного явления солюбилизации, иногда называемой индуцированной (коллоидной) растворимостью. Солюбилизация — это сильно повышенная растворимость неполярных или малополярных веществ в мицеллярных растворах мылообразных п - пхностно-активных веществ. Типичным примером яв- [c.57]

Свойством мицеллярных растворов, непосредственно вытекающим из строения мицелл ПАВ, является солюбилизация, т. е. внедрение мало- или практически нерастворимых в данном растворителе веществ в мицеллы, что приводит к резкому увеличению растворимости этих веществ в мицеллярных растворах. Например, бензол, гептан, керосин, минеральные масла и некоторые другие псевдорастворяются в водных растворах ПАВ при с > ККМ. На введении маслорастворимых красителей внутрь мицелл основан один из методов определения ККМ длинноцепочечных ПАВ (метод солюбилизации красителя). При этом, в зависимости от природы солюбилизата (вещества, внедряющегося в мицеллу) возможно его включение либо внутрь мицеллы в масляную фазу (гидрофобный солюбилизат), либо в поверхностный слой мицеллы [c.325]

Для растворения органических материалов может использоваться также солюбилизация (коллоидное растворение). Так, неполярные углеводороды и жиры солюбилизируются водными растворами мыл и белков, вода — мицеллярными растворами олеорастворимых ПАВ в углеводородных растворителях и т. д. [c.871]

Солюбилизация — проникновение молекул низкомолекулярного вещества, нерастворимого в какой-либо жидкости, внутрь находящихся в ней мицелл. С. свойственна мицегшярным растворам ПАВ. Углеводороды и жиры солюбилизируются водными растворами мыл и белков (прямая С.), вода — мицеллярными растворами ПАВ в углеводородных растворителях (обратная С.). [c.275]

Развитие представлений о мицеллярной структуре и солюбилизации в водных растворах поверхностно-активных веществ привело к выводу, что полимеризация коллоидно-растворенного мономера начинается в мицеллах мыл и затем протекает в полимер-мономерных частицах [28—31]. Эти представления легли в основу математической модели и теории эмульсионной полимеризации, развитой Смитом и Эвартом [32, 33]. [c.147]

Возможность перехода солюбилизированных веществ из мицеллярных растворов ПАВ В адсорбционный слой, состоящий из равновесных объемных ассоциатов молекул ПАВ, представляет значительный интерес для адсорбционной технологии очистки сточных вод, и именно техническое значение этого явления послужило непосредственной причиной его более детального изучения. Как в мицеллах, образовавшихся в водном растворе ПАВ при концентрации выше ККМ, так и в равновесных с ними объемных ассоциатах ПАВ на поверхности адсорбента степень сближения углеводородных цепей, а следовательно, и жидкая структура ядер мицелл одинакова. Следовательно, есть основание полагать, что предельное число молей солюбилизированного вещества, приходящееся на 1 моль ПАВ, так называемая солюбилизацион-ная емкость мицелл или предел солюбилизации , одинаковы в растворе и в адсорбционном слое. [c.136]

Принимая во внимание, что при равновесии в объемных ассоциатах молекул ПАВ в адсорбционном слое и в мицеллах, находящихся в водном растворе, предел солюбилизаций должен быть одинаковым, можно сравнить отношение количества перешедших в адсорбционный слой молекул нафталина (или а-нафтолфталеина) и ПАВ с пределом солюбилизации этих веществ в мицеллах ПАВ. Если эти величины в обеих равновесных фазах равны, следовательно доставленные с мицеллами ПАВ молекулы нафталина и а-нафтолфталеина остаются и в адсорбционном слое локализованными только внутри объемных ассоциатов ПАВ, т. е. не адсорбированными, а солюбилизированными. Если же количество нафталина и а-нафтолфталеина в адсорбционной фазе больше, чем а пАв4 ПАВ, то можно полагать, что под влиянием адсорбционных сил молекулы солюбилизированных веществ мигрируют из полиоксиэтиленовой зоны ассоциатов, вытесняя с поверхности часть полиоксиэтиленовых цепей. Эта миграция солюбилизированных молекул на поверхность адсорбента приводит к переходу новых количеств солюбилизата из мицеллярного раствора в мицеллы адсорбционного слоя, благодаря чему поддерживается равенство значений предела солюбилизации в обеих фазах равновесной системы. . [c.139]

Солюбилизация — сильно повышенная растворимость нено- лярных или малополярных веществ в мицеллярных растворах мылообразных ПАВ. Типичным примером является солюбилизация предельных углеводородов (октана, додекана) водными растворами мыл. Углеводороды в воде практически не растворимы. В истинных растворах ПАВ они могут дать некоторое повышение растворимости (эффект гидротролии) вследствие уменьшения полярности растворителя. Однако только в мицеллярных, т. е. двухфазных коллоидных растворах ПАВ, при концентрации выше критической концентрации мицеллообразования возникает солюбилизация. [c.16]

Рис. 8. Завнсимос1ъ солюбилизации октана от концентрации водных растворов олеата натрия в г/100 мл раствора мыла (а) и в лоляг/люль мицеллярного мыла (б) нри различных температурах (в °С)

Возможность использования мицеллярных растворов ПАВ для проведения многих химических процессов, в том числе экстракционных, обусловлена их уникальными свойствами способностью к самоорганизации в агрегативно устойчивые, динамические ассоциаты нанометровых размеров с высокоразвитой поверхностью раздела фаз и значительной солюбилизирующей способностью. Солюбилизация воды в обратные мицеллы приводит к появлению в органической фазе водной псевдофазы в результате создаются благоприятные условия для мягкой экстракции, не связанной с дегидратационными эффектами. Поэтому можно ожидать перехода в мицеллярную фазу в первую очередь компонентов водной фазы, способных к адсорбции на границу раздела вода-масло. [c.100]

При этом сущест-венно изменяется строение мицелл введенный в качестве добавки третий компонент входдт в состав мицеллы. В результате практически нерастворимые в чистой воде углеводороды растворяются в мицеллярных дисперсиях ПАВ. Это явление — включение в состав мицелл третьего компонента, нерастворимого шш слаборастворимого в дисперсионной среде, назьшают солюбилизацией. Различают прямую солюбилизацию (в водных дисперсиях ПАВ) и обратную (в углеводородных системах). [c.279]

Для выяснения влияния температуры на мицеллярное состояние водных растворов указанных мыл Чинниковой [5] детально исследованы реологические свойства этих растворов в широком интервале концентраций и температур (6—70 ). Установленное при этом практическое постоянство кажущейся энергии активации вязкого течения (5—7 ккал/моль) для растворов натриевых мыл предельных кислот от Се до С 4 (рис. 2) в соответствии с отсутствием аномалии вязкости в интервале концентраций от 1 до 40 г/100 мл, а также найденная в [2] независимость солюбилизации углеводородов от концентрации раствора подтверждают наличие мицелл преимущественно сфероидальной формы в растворах этих мыл в данном интервале концентраций [6]. [c.241]