Ионы с мицеллярной структурой

Вывод о наличии двуслойной адсорбции нельзя делать только на основании данных о величине площади, занимаемой адсорбированными молекулами или ионами, поскольку адсорбированные молекулы или ионы могут быть ориентированы не так, как в плотно упакованном состоянии, или число молекул в первом и во втором слоях может быть пе одинаково. Однако тот факт, что насыщение на изотерме адсорбции достигается при равновесной концентрации, совпадающей с ККМ электролита, доказывает, что на поверхности существует мицеллярная структура, находящаяся в равновесии с мицеллами в растворе [81 ]. [c.252]

Растворы неионогенных ПАВ также могут в определенной области концентраций приобретать мицеллярную структуру. Однако условия мицеллообразования в растворах неионогенных ПАВ существенно отличаются от условий ассоциации ионов в растворах ионогенных ПАВ. В то время, как агрегация ионных ПАВ обусловлена вандерваальсовским притяжением углеводородных цепей, значительно превосходящих по размерам гидрофильные полярные группы, и ограничивается отталкиванием этих групп, в растворах неионогенных ПАВ доминирующая роль принадлежит стерическому фактору, связанному с поперечным сечением гидрофильной группы молекулы [41]. [c.17]

Степень полимеризации п в зависимости от природы растворителя и растворенного вещества может меняться в широких пределах — от нескольких единиц до нескольких десятков. В качестве примера можно привести растворы солей алкилфосфорных, карбоновых и сульфокислот, а также четвертичных аммониевых оснований и аминов [32]. В подобных системах, как это отмечено в известной монографии Моррисона и Фрейзера [33, с. 61], ... ион металла входит в состав соли с высокой молекулярной массой эта соль растворяется в органическом растворителе таким же образом, как мыло в воде, т. е. с образованием коллоидных агрегатов (мицелл), в которых органофильная часть молекул обращена в сторону органического растворителя, в то время как полярная часть экранирована от растворителя в центре мицеллярной структуры (рис. 11.2). [c.21]

В водных растворах коллоидные электролиты обычно описываются общей формулой М+К , где — поверхностно-активный ион. Такие соли образуют мицеллы и в неводных (и неполярных) растворителях. В присутствии некоторого количества воды полярные группы молекул детергента обращены внутрь мицеллы. В почти безводной среде структура мицелл чрезвычайно сложна (см. [65], а также гл. XII, разд. Х11-5, посвященный мицеллярным эмульсиям). [c.383]

В настоящей книге сделана попытка проследить эту зависимость между строением адсорбционных слоев и структурой водных растворов ПАВ. На базе представлений об особенностях адсорбционных равновесий при адсорбции различных типов ПАВ из молекулярных (ионных) или мицеллярных растворов мы попытались обосновать наиболее перспективные технологические процессы глубокой адсорбционной очистки сточных вод от ПАВ как для их обезвреживания, так и для решения задачи повторного использования очищенных стоков в производственных процессах. [c.4]

Способность мицелл ионных ПАВ солюбилизировать значительные количества углеводородов, как и ряд других особенностей их поведения, заставила предположить, что неполярное ядро мицеллы должно иметь структуру, близкую к структуре углеводородной жидкости. Это предположение нашло экспериментальное подтверждение в результате изучения мицеллярных растворов ПАВ методом ядерного (протонного) магнитного резонанса [122, 124]. [c.18]

На целесообразность применения мицелл в качестве модельных коллоидов для изучения ряда проблем, представляющих общий интерес с точки зрения коллоидной науки, было указано в работе [12]. Основными причинами являются термодинамическая устойчивость и общность многих мицеллярных систем простота структуры мицеллы и свойства поверхности. Ионные мицеллы особенно удобны для изучения электростатических взаимодействий [43, 59, 60, 61]. [c.22]

Различные липиды способны к формированию разных мезоморфных структур, что обусловлено особенностями строения молекул и соотношения объемов полярных головок и углеводородных хвостов. Липиды с электронейтральной головкой (фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, сфингомиелин) образуют ламеллярную фазу. Липиды с отрицательно заряженными головками вследствие действия электростатических сил отталкивания формируют мицеллярные или гексагональные структуры. В случае равенства объемов, занимаемых полярными головками и углеводородными хвостами, молекулы липида имеют цилиндрическую форму и образуют бислой (фосфатидилхолин). Если объем полярной головки больше объема углеводородных цепей (лизо-фосфолипиды), то молекула имеет форму перевернутого конуса и в водном растворе находится в мицеллярной фазе. Если объем полярной головки меньше объема углеводородных цепей (ненасыщенный фосфатидилэтаноламин, кардиолипин в присутствии ионов Са , фосфатидная кислота), то молекула липида имеет форму конуса и образует гексагональную фазу типа II. В целом способы упаковки различных липидов с учетом геометрической формы их молекулы определяются следующими параметрами молекулярным объемом неполярной части молекулы V, максимальной длиной этого участка 1, оптимальной площадью поверхности, занимаемой полярной головкой 8 . Критический параметр упаковки липидов представляет собой величину У/18д. [c.21]

При добавлении к гелю электролита — пептизато-ра ионы его, сорбируясь на частицах, восстанавливают двойной электрический слой. Сцепление между частицами нарушается, мицеллярная структура разрушается и гель превращается в золь. [c.210]

Изменение остаточной цветности и ее нисходящий ряд для различных реагентов в процессе коагуляции авторы объясняют стабилизирующим действием гидроксид-ионов подщелачивающих реагентов на окрашенные вещества органического происхождения, а отличие в остаточной цветности при подщелачивании хорошо растворимыми (NaOH и Na2 03) и труднорастворимыми (СаО и СаСОз) реагентами — различным соотношением скоростей образования Н + - и ОН -ионов в очищаемой воде. Количество вносимых в воду ОН -ионов значительно больше в случае гидроксида и карбоната натрия, чем при добавлении плохо растворимых оксида и карбоната кальция. Не отрицая высказанной точки зрения авторов [147] на стабилизирующее действие гидроксид-ионов, мы считаем, что обесцвечивание воды от окрашенных органических веществ протекает не на стадии образования гидроксидов, а в период образования мицеллярных структур и построения шарообразных агрегатов, что более подробно обсуждалось выше (см. раздел 1.4). [c.176]

Кажущееся исчезновение структуры было также отмечено Шульцем и Асунмаа [21] и Кестингом [6], которые применили травление поверхности ионами аргона для того, чтобы наблюдать мицеллярную структуру в барьерных слоях мокро- и сухосформированных АЦ мембран. [c.269]

Поведение агрегированных растворов ЧАС, а возможно и аминов в углеводородах, можно объяснить, исходя из предположения, что в органическом растворе существуют наряду с мицеллами, обычными для органических растворов, больщие мицеллярные агрегаты, структура которых сходна со структурой пластинчатых мицелл Мак-Бена в воде. Внутри этих мицелл, вероятно, частично солюбилизирован неполярный разбавитель. Такие агрегаты могут диссоциировать на ионы в межми-целляриом пространстве, диэлектрическая проницаемость которого, вероятно, больще общей диэлектрической проницаемости раствора. Разрущение такой мицеллярной структуры при ультразвуковой обработке растворов или при добавлении длинноцепочечных спиртов вследствие растворения коллоидных агрегатов, несмотря на некоторые повыщения общей диэлектрической проницаемости раствора, должно приводить к подавлению диссоциации соли амина. [c.397]

Протекающий в растворе электрохимический процесс подобного рода может оказывать двоякое воздействие на состояние нефтепродукта в воде. Во-первых, образовавшиеся в воде хлопья гидроксида алюминия, адсорбируя капельки нефтепродукта, приводят к образованию достаточно крупных комплексов, этим самым ускоряя процесс всплытия нефтепродукта. Во-вторых, образовавшиеся в пространстве между пластинами ионы А1зЗ+ способны нарушать мицеллярную структуру мельчайших капелек нефтепродукта, уменьшая или сводя к нулю их агрегативную устойчивость, что приводит к улучшению условий коалесценции и ускорению всплытия нефтепродукта. [c.189]

Если концентрация детергента превышает критическую концентрацию мицеллообразования, то детергент полностью солюбилизирует мембранные структуры. В противоположном случае (концентрация меньше ККМ) детергент модифицирует мембрану, не разрушая полностью липидный бислой. Кроме того, необходимо учитывать зависимость этого параметра от температуры и ионной силы среды. Детергенты с низкой ККМ, образующие крупные мицеллы, вследствие низкой концентрации мономеров не способны полностью удаляться при диализе или ультрафильтрации, что может привести к денатурации белка при накоплении молекул детергента. Поэтому удобнее пользоваться детергентами с высокими значениями ККМ (цвиттерионные детергенты, соли желчных кислот, октилглю-козид). Еще одной характеристикой детергента является его агрегационное число. Это количество молекул, входящих в состав одной мицеллы. Детергенты с высоким агрегационным числом образуют выраженные мицеллярные структуры, которые внедряются в липидный бислой и солюбилизируют его. Детергенты с низким агрегационным числом не способны образовывать собственные мицеллы и лишь встраиваются в бислой липидов. [c.225]

Форма и размер мицелл ионных ПАВ зависят от химической структуры ионов ПАВ, концентрации раствора и содержания в нем посторонних электролитов. Теоретический анализ зависимости формы мицелл ионных ПАВ от размеров ассоциатов показывает, что при концентрации мицеллярных растворов, близкой к ККМх, наиболее вероятно образование сфероидальных мицелл [107]. Увеличение количества ионов ПАВ, ассоциированных в мицеллу (увеличение фактора ассоциации или числа агрегации ), вызывает постепенное превращение сфероидальных мицелл в эллипсоидальные вследствие этого уменьшается площадь поверхности углеводородного ядра мицеллы, приходящаяся на одну полярную группу каждого из ионов ПАВ, образующих мицеллу (это наиболее справедливо в тех случаях, когда ионогенные группы связаны с линейными углеводородными радикалами). Если фактор ассоциации ионов ПАВ не очень велик, наиболее вероятной является структура эллипсоида, образованного вращением эллип-са вокруг меньшей оси, т. е. сплюснутого на полюсах, поскольку у таких эллипсоидов отношение поверхности к объему меньше, О чем у вытянутых к полюсам эллипсоидов, образованных вращение м / эллинса вокруг большей оси. [c.17]

Метод ЯМР- Р имеет некоторые преимущества перед протонным магнитным резонансом при исследовании молекулярного окружения, поскольку химический сдвиг ядер более чувствителен к окружению. Этот метод был с успехом применен для изучения структуры и свойств мицелл детергентов на основе фторированных карбоновых кислот [38, 39, 81, 116]. По химическим сдвигам F были определены точные значения ККМ соединений типа СРз(СН2)пСООНа п = 8, 10, 11), а также химические сдвиги неассоциированных ионов этих мыл и ионов в мицеллах. Химический сдвиг группы СРз оказался характеристическим свойством мицеллярной среды, и сопоставление этой величины для мицелл фторированных мыл и СРз(СН2)8СРз в различных растворителях показало, что вода в заметных количествах проникает внутрь мицеллы. Этот вывод согласуется с наблюдаемым сдвигом в сторону сильных полей резонансного сигнала группы СРз в мицеллах в присутствии солюбилизованного бензотрифторида, что, по-видимому, обусловлено вытеснением молекул воды, и с величинами химических сдвигов солюбилизованного бензотрифторида [38]. В последующих работах этой серии показано, что ККМ фторированных ПАВ проходит через минимум ири температуре 18—60 °С и что степень проникновения воды в мицеллы слабо увеличивается с ростом температуры [39]. Позднее тем же методом было показано, что мочевина, ацетон и ацетамид также включаются в мицеллы СРз(СН2)ц050зЫа [81]. [c.236]

По мере удлинения алкильной цепи мицеллы образуются при все более низкой концентрации (ККМ уменьшается). Сульфатные группы в таких мицеллах находятся в контакте с водой и образуют рыхлую структуру, допускающую свободное движение ионов и растворителя между двумя фазами. Используя эту модель и простые электростатистические соображения, можно качественно объяснить наблюдаемое ускорение кислотного и замедление щелочного гидролиза алкилсульфатов при мицеллообразовании, а также отсутствие заметного каталитического эффекта мицелл в случае гидролиза при нейтральных значениях pH. Отрицательный потенциал на мицеллах смещает равновесия в сторону нейтральных сульфатов [уравнение (19)] и тем самым способствует гидролизу. Электростатические соображения показывают также, что реакция должна происходить во внешней части слоя Щтерна. Электростатическое отталкивание между отрицательно заряженной поверхностью мицелл и ионом гидроксила является, по-видимому, причиной замедления гидролиза сложных эфиров в мицеллярной форме при щелочных значениях pH [212]. [c.282]

Представленный материал содержит теоретические и практичео-кие аспекты процессов мицеллообразования, солюбилизации и образования микроэмульсий. В ней собраны последние теоретические и экспериментальные исследования, выполненные учеными разных специальностей. Отчетливо видно, что многие рассматриваемые проблемы, находятся на стыке наук. Отдельные главы охватывают истс рию вопроса, применение и свойства мицелл, термодинамику и кинетику мицеллообразования, быстрые процессы при участии мицелл, теорию равновесия мономер-мицелла и процессы последовательной агрегации. Обсуждаются последовательная агрегация и концепция ККМ мицелл ообразование ионных и неионогенных ПАВ в водных и неводных средах мицеллы как модельные системы мицеллы и добыча нефти смешанные мицеллы применение спектрюскопических методов для изучения механизмов реакций и взаимодействий е мицеллярных системах мицеллярный катализ различных реакций солюбилизация полярных и непол фных веществ образование и структура микроэмульсий и реакции в микроэмульсионных системах. [c.10]

Применимость развиваемых в работе кинетических представлений определяется главным образом обоснованностью одного нового предположения спой Штерна мицеллярной фазы насыщен по отношению к гидрофильным противоионам ПАВ. Для ионов, вступаюш.их в электростатические взаимодействия с мицеллярной поверхностью при постоянной температуре, длине цепи ПАВ и структуре полярной группы в отсутствие гидрофобных противоионов и добавок неэлектролитов, степень диссоциации (и концентрация противоионов в слое Штерна) почти не зависит от концентрации ПАВ и ионной силы. [c.249]

Эти системы похожи на другие мульгимолекулярные агрегаты, гл-кие, как биомембраны [1], а мицеллярный катализ во многих от ношениях аналогичен ферментативному катализу [2]. Были проведены весьма обширные исследования ионных ПАВ, и их структура сейчас хорошо охарактеризована. Однако по их неионным аналогам было сравнительно мало работ. В нашей ранней работе [3] [c.307]

Как известно, метод ЯМР оказался эффективным подходом для изучения динамических аспектов структуры ионных [6 - 9] и неионных [10—13] мицеллярных растворов. Изменения химических сдвигов, ширины линий и вр>емен спи -решеточной релаксации дают д -тальную информацию относительно подвижности в мицелле различных частей углеводородных цепей. На рис. 17.2 приведен типичный спектр ЯМР Н мицеллярного раствора игепала ССи.630 в 0 0и дана идентификация различных пиков сйектра. Видны частично разрешенные сигналы алкильных и арильных прогонов, тогаа [c.310]

Все системы можно было разводить водой и получать прозра ные жидкости в широком интервале процентного содержания воды, некоторые из этих систем будут обсуждаться ниже. Есть системы, которые можно разбавлять водой неограниченно без видимого рао-слоения системы. Другие системы при определенном содержании воды теряют прозрачность. В целом микроэмульсии, содержащие около 30-40 масс.% воды, стабильны по отношению к кислотам и щелочам в области изменения pH ог 1 до 12, за исключением олеага калия, который выпадает в осадок при pH меньше 7,5, а также при добавлении электролита в концентрациях около 0,1 М в зависимосги от соли. Мицеллярные эмульсии могут поглощать бол ше электролита состава (1 1), чем электролита (2 1). Ионные сио-темы оказывались стабильными в широком диапазоне температур. Верхняя граница этого диапазона находится вблизи температуры кипения воды ипи масла в зависимости от того, какая температура ниже. Микроэмупьсия бензола замерзала при 0°С, тогда как система с минеральным маслом отвердевает при 15°С. В обоих случаях структура системы изменялась после оттаивания. Неионные системы становятся мутными при более низких температурах. Микроэмульсии на основе твина 40 становилась непрозрачной при 50°С. [c.485]

Мицеллярные ассоциированные коллоиды. Частицы этих лиофильных коллоидов обладают структурой, отличающейся от структуры молекулярных коллоидов. Представителем этих соединений являются мыла, т. е. соли некоторых органических кислот [К — OO] Na , содержащие большой органический радикал (К содержит 12—18 атомов углерода) и одну карбоксильную группу (стр. 494). Орга)шческий радикал гидрофобен, в то время как ионизированная группа СОО" гидрофильна (стр. 332). В спирте эти соли растворяются до молекулярного состояния, образуя обычные растворы. В воде остатки К, которые не гидратируются, соединяются друг с другом вандерваальсовыми силами, образуя коллоидную частицу, называемую мицеллой. Внешняя оболочка мицеллы состоит из гидратированных СОО -групн, благодаря чему она растворима. Величина и, вероятно, форма мицеллы изменяются в зависимости от концентрации, температуры и присутствия других ионов. При больших концентрациях мыла образуют гели. Они тоже осаждаются из концентрированных растворов при обработке электролитами, но при удалении последних растворяются. К классу мицеллярных коллоидов относятся также гидроокись алюминия А1(0Н)з и гидроокись железа Ре(ОН)з, частицы которых соединены между собой водородными связями. [c.549]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология