Поверхностная активность и образование мицелл в водных средах

Как известно, в мицеллах, образованных ПАВ в углеводородных средах, полярные части дифильных молекул расположены в центре агрегатов, т. е. ориентация мицеллообразующих молекул обратна той, которая существует в воде. Так как диэлектрическая проницаемость обычных неводных растворителей мала и ионогенные ПАВ в неполярной среде не диссоциируют, то мицелла не несет на себе ионов, подобно тому как это имеет место в водном растворе. Притяжение, необходимое для образования агрегата, в этом случае является результатом сильного взаимодействия полярных групп или дипольного взаимодействия через водородные связи или, наконец, возникает вследствие образования специфических координационных связей, сопровождающегося некоторой изоляцией олеофильной части молекулы от растворителя. Главным фактором, приводящим к изолированию молекул в таких системах, является энтропия смешения. Силы, регулирующие образование мицелл в неводном растворе и в водной среде, совершенно отличны, что видно, например, из того, что в углеводородных растворителях длина углеводородной цепи не влияет так сильно на ККМ [62]. Так как взаимодействие между молекулами ПАВ, как правило, больше, чем взаимодействие молекул неполярных растворителей, то поверхностная активность ПАВ в углеводородных средах почти не проявляется. Только фторуглеродные и некоторые кремнийорганические соединения, у которых межмолекулярное взаимодействие выражено слабее, чем у углеводородов, обнаруживают в них поверхностную активность. [c.100]

Поверхностная активность и образование мицелл в водных средах [c.13]

Когда ПАВ растворяют в воде, оно стремится адсорбироваться на поверхности газ - жидкость. Вследствие адсорбции на поверхности раздела устанавливается более высокая концентрация ПАВ, чем в объеме раствора. Выше критической концентрации, зависящей от структуры молекул ПАВ и физико-химических условий, эти молекулы ПАВ образуют агрегаты, называемые мицеллами (рис. 4.2). Такую концентрацию называют критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Мицеллы представляют собой сферические агрегаты молекул ПАВ, содержащие от 20 до 100 молекул. Образование мицелл в водном растворе приводит к возникновению б водной фазе локальных неполярных сред. Любые растворимые в нефти вещества, такие, как краски, пигменты или неполярные масла, могут растворяться в мицеллах (рис. 4.2, Б). Используя ионные и неионо-генные ПАВ, можно получать смешанные мицеллы, которые часто больше по размерам и числу молекул в мицелле (рис. 4.2, А). Если раствор ПАВ содержит поверхностно-активный полимер, на поверхности раздела образуется смешанная адсорбционная пленка полимера и ПАВ. Взаимодействие полимер - ПАВ может происходить и на поверхности мицелл (рис. 4.2,6 и 4.2,Г). Когда такие мицел- [c.65]

Однако еще заметнее, чем в случае эмульгаторов, влияние pH сказывается на действии регуляторов или модификаторов — веществ, которые определяют степень полимеризации при эмульсионной сопо-лимеризации бутадиена со стиролом. Наличие регулятора суживает интервал распределения величин молекулярных весов в конечном продукте и снижает долю полимера с очень высоким молекулярным весом. Особенно широко в качестве регуляторов используются алифатические меркаптаны с алкильными радикалами Q—Gjg. Так как они не растворимы в воде и, следовательно, практически не влияют на солюбилизацию, очевидно, что роль их в процессе полимеризации не связана с поверхностной активностью. По современным представлениям, регулирующее действие объясняется тем, что меркаптаны способствуют обрыву реакционных цепей, причем, как полагают, агентами, обуславливающими обрыв цепи, являются не углеводородные радикалы, а группы SH. Реакции, вызывающие обрыв цепей, локализуются, как и сам процесс полимеризации, в масляной фазе, которая находится в солюбилизированном состоянии в мицеллах мыла. Поэтому интенсивность регулирующего действия определяется сравнительной скоростью диффузии мономера и регулятора из эмульгированных капель масла внутрь мицелл. В свою очередь скорость диффузии регулятора определяется его молекулярным весом, т. е. размерами углеводородных цепей его молекул, причем цепи g— g проявляют в производственных условиях оптимальное регулирующее действие. Высокое значение pH среды благоприятствует образованию меркап-тидных анионов, которые в этих условиях быстрее диффундируют через водную среду в мицеллы, вследствие чего pH оказывает заметное влияние на регулирующее действие [39]. [c.505]

Маркина 3. Н., Бовкун О. П., Ребиндер П. А. О термодинамике образования мицелл поверхностно-активных веществ в водной среде.— Коллоид, журн,, 1973, [c.47]

Додециламмонийпропионат (ДАП) в бензоле при концентрации 0,10 моль/л также образует обращенные мицеллы, причем концентрация воды в объеме мицелл может достигать 0,55 моль/л. На этой системе Фендлер изучал протонироваиие пирен-1-карбоновой кислоты, используя метод флуоресценции с наносекундным временем разрешения [161]. Самым поразительным среди наблюдавшихся явлений оказалась необыкновенно высокая константа скорости протонирования карбоксильной группы в водном пуле ( 10-12 л-моль- -с- ), образованном поверхностно-активным веществом. На рис. 5.8 приведена модель такой системы сверхбыстрого переноса протона в обращенной мицелле, возможного только в том случае, если донор и акцептор расположены очень близко друг к другу. ДАП частично гидролизуется до пропионо-вой кислоты, которая втягивается в водный пул, а перенос [c.287]

ПАВ обладают комплексом уникальных поверхностных и объемных свойств, что, помимо их высокой поверхностной активности, обусловлено способностью молекул ПАВ к ассоциации с образованием мицелл. Фундаментальной характеристикой мицеллобразую-идих мономеров является их дифилъностъ, т.е. присутствие в одной и той же молекуле полярной и неполярной частей. В водных системах, частным случаем которых являются и битумные эмульсии, полярная часть молекулы (так называемая головка ) гидрофильна, а неполярная ( хвост") - гидрофобна. Вопросам мицеллообразования посвящено достаточное количество работ, среди которых отдельно можно выделить труд [16]. В нем изложены теории и закономерности образования мицелл и явления солюбилизации. В этой же главе представлена лишь краткая качественная характеристика этих процессов. [c.66]

Растворы мыл сравнительно легко обратимы. Разбавление раствора вызывает распад мицелл с образоваиием молекул. Растворы мыл хорошо стабилизируют коллоидные (ультрамикродисперсные) и вообще дисперсные системы в водной и углеводородной средах. Молекулы мыл дифильны, а следовательно, поверхностно-активны и адсорбируются на паверхности частиц дисперсной фазы и способны к образованию сплошных мицеллярных слоев. Это определяет защиту частиц дисперсной фазы при их столкновении от коалесцанции и коагуляции. [c.264]

Коллоидные системы, дисперсные системы с частицами дисперсной фазы от 10 до 10 см. Коллоидные частицы, участвуя в интенсивном броуновском двих<ении, противостоят седиментации (оседание частиц на дно) в поле сил земного тяготения и сохраняют равномерное распределение по объему дисперсионной среды. Наиболее важны и многообразны коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой. Их делят на лиофильные и лиофобные. В первых частицы дисперсной фазы интенсивно взаимодействуют с окружающей жидкостью, поверхностное натяжение на границе фаз очень мало, вследствие чего эти коллоидные системы термодинамически устойчивы. К лиофильным коллоидным системам относят мицеллярные (мицелла - коллоидная частица), растворы ПАВ (поверхностно активные вещества), растворы некоторых высокомолекулярных веществ, органических пигментов и красителей, критических эмульсий (образующиеся вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз), а также водные дисперсии некоторых минералов. В лиофобных коллоидных системах частицы слабо взаимодействуют с дисперсионной средой, межфазное натяжение довольно велико, система обладает значительным избытком свободной энергии и термодинамически неустойчива. Агрегативная устойчивость лиофобных коллоидных систем обычно обеспечивается присутствием в системе стабилизирующего вещества, которое адсорбируется на коллоидных частицах, препятствуя их сближению и соединению (коагуляции - образованию агрегатов). Типичные лиофобные коллоидные системы - золи металлов, оксидов и сульфидов, латексы (водные дисперсии синтетических полимеров), а также гели (структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсионной средой), возникающие при коагуляции и структурировании золей. [c.116]

Ребиндера) и показал (1930— 1940) пути облегчения обработки очень твердых и труднообрабатываемых материалов. Обнаружил электрокаииллярный эффект пластифицирования металлических монокристаллов в процессе ползучести при поляризации их поверхности в растворах электролитов. Исследовал особенности водных растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ), влияние адсорбционных слоев на свойства дисперсных систем. Выявил (1935—1940) основные закономерности образования и стабилизации пен и эмульсий, а также процесса обращения фаз в эмульсиях. Установил, что моющее действие включает сложный комплекс коллоидно-химических процессов. Изучал образование и строение мицелл ПАВ, развил представления о термодинамически устойчивой мицелле мыл с лиофобным внутренним ядром в лиофильной среде. Выбрал и обосновал оптимальные параметры для характеристики реологических свойств дисперсных систем и предложил методы для их определения. Выяснил механизм гидратационно-го твердения минеральных вяжущих, Открыл (1956) явление адсорбционного понижения прочности металлов под действием металлических расплавов. Создал (19й0-е) новую область науки — физикохимическую механику. [c.420]

Это легко понять, исходя из следующих соображений. Аналогично тому, как чистый углеводород, будучи введен в воду, стремится вследствие нерастворимости отделиться от нее в виде изолированной фазы, так и гидрофобные углеводородные радикалы молекул поверхностноактивных Beuie TB типичного полярно-неполярного строения, находящихся в водном растворе, имеют склонность выделиться из него, образуя вторую фазу полярные же гидрофильные группы при этом стремятся сохранить свою молекулярную дисперсность в среде. Являющаяся следствием этого адсорбция молекул на поверхности и определяет поверхностную активность вещества. С другой стороны, эта же тенденция к образованию второй фазы проявляется и в процессе образования мицелл, являющегося причиной аномалий объемных свойств. Поэтому в растворах естественно ожидать известного параллелизма в изменениях их объемных и поверхностных свойств. [c.313]

Характер и количественные параметры процесса адсорбции микропримеси из водных растворов существенно зависят от физи-ко-химического состояния примеси в растворе, а также от вида, величины и состояния поверхности твердой фазы. Адсорбция ионных примесей происходит, в большинстве случаев, путем ионного обмена. Однако наблюдается в некоторых условиях и молекулярная сорбция, которая характерна для 2г, НЬ, ТЬ и других многовалентных катионов [772]. Поверхность сорбирует коллоидные и псевдоколлоидные формы, когда знак ее заряда противоположен знаку заряда мицелл. Наконец, возможна хемосорбция примесей с образованием поверхностных химических соединений, неопределенных в фазовом и стехиометрическом отношении. Методы адсорбционного концентрирования предполагают извлечение микрокомпонента из среды другого, плохо сорбирующегося вещества растворителя или раствора основы. В обоих случаях активной по отношению к примеси остается очень незначительная доля обшей полезной поверхности сорбента. [c.292]