Агрегат мицеллы молекул поверхностно-активных веществ

Коллоидные поверхностно-активные вещества характеризуются, подобно всем поверхностно-активным веществам, малой истинной растворимостью и способностью снижать поверхностное и межфазное натяжение в разбавленных растворах вследствие адсорбции и ориентации молекул на поверхности раздела. Однако наряду с этим при некоторой концентрации — критической концентрации мицеллообразования (ККМ)—в растворе начинают образовываться агрегаты молекул — мицеллы, вследствие чего общая растворимость ПАВ, обусловленная образованием наряду с истинным также и коллоидного раствора, резко увеличивается, тогда как молекулярная растворимость остается неизменной и равной ККМ. [c.400]

Для молекул коллоидных поверхностно-активных веществ (ПАВ) характерно, с одной стороны, наличие развитого углеводородного радикала — гидрофобной неполярной части молекулы. С другой стороны, полярная карбоксильная группа является носителем сильного гидрофильного начала. Свойства коллоидных ПАВ характеризуются следующими особенностями незначительной величиной максимально возможной концентрации их в растворе в молекулярной (ионной) форме способностью адсорбироваться на поверхности раздела фаз образованием в водных растворах при концентрациях выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) коллоидных агрегатов — мицелл способностью при концентрациях выше КММ поглощать значительные количества углеводородов внутри мицелл, т. е. солюбилизировать их. [c.59]

В дисперсиях твердых углеводородов роль поверхностно-активных веществ сводится к адсорбции их молекул на диспергированных частицах, что позволяет воздействовать на формирование твердой фазы и связанных с ней сольватных оболочек [54, 130]. В зависимости от природы и концентрации ПАВ с учетом специфики их поведения в углеводородных средах адсорбироваться могут молекулы, агрегаты и мицеллы поверхностно-активных веществ. [c.71]

В некоторых случаях катализ имеет место только при ККМ [151], но более общим эффектом является умеренное ускорение (рис. 3.25) при более низких концентрациях. Рис. 3.26 показывает, что катализ при концентрациях, не превышающих ККМ, заметно увеличивается с увеличением липофильного характера субстрата. Эти результаты трактовали с точки зрения образования комплексов субстрат — поверхностно-активное вещество (включающих всего несколько молекул) [75, 368, 526], каталитически активных димеров, гримеров и более крупных агрегатов поверхностно-активных веществ [83], а также мицелл при концентрациях ниже обычных ККМ из-за присутствия в растворе субстрата [75, 83]. Ни одну из этих возможностей исключить нельзя. [c.637]

Данные о структуре коллоидных агрегатов аминов и ЧАС в углеводородах основаны на общих положениях теории строения мицелл поверхностно активных веществ в углеводородах. Согласно этой теории, структура мицелл в углеводородных средах противоположна водной, т. е. полярные части дифильных молекул расположены в центре агрегатов, а неполярные обращены к растворителю. Так как диэлектрическая проницаемость обычных для экстракционной технологии растворителей мала, то ионогенные поверхностно активные вещества в неполярной среде практически не диссоциируют, и мицелла не несет на себе заряда. [c.396]

Как известно, молекулы поверхностно-активных веществ состоят из полярных и аполярных групп атомов. Первые гидратируются сильно (и иногда называются гидрофильными), вторые слабо (но они не отталкивают воду, как это можно было бы предположить при буквальном переводе термина гидрофобность . Гидратация полярных групп препятствует их чрезмерному уплотнению в поверхностном слое. Вокруг пузырьков образуется устойчивый гидратный слой, препятствующий их коалесценции. Гидратированность агрегатов молекул (мицелл) носит сложный характер, но у них полярные группы обычно ориентированы в воду и мицеллы сильно гидратируют поверхность пузырьков. [c.20]

Можно рассчитать, как изменяются числа агрегации (фактор ассоциации) молекул ПАВ в поверхностных образованиях и средняя плотность распределения агрегатов на поверхности адсорбента по мере увеличения относительного заполнения поверх-ностно-активным веществом границы раздела фаз 0,. От 0,= О,О5 до 0, = О,17 число агрегатов, приходящихся на единицу площади, остается постоянным, но размер их увеличивается, приближаясь к размеру мицелл в равновесном растворе. В области 0,= 0,17 0,5 размер отдельных ассоциатов практически остается постоянным, но зато плотность их распределения (поверхностная концентрация) растет. [c.130]

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]

Если в молекуле ПАВ углеводородный радикал небольшой (Сг—Сз), такое вещество полностью растворяется в воде и практически не обладает поверхностной активностью. При длине радикалов Сю— i8 полного растворения ПАВ не происходит — в растворе содержатся неорганические и органические ионы, а также мицеллы — агрегаты из 50—100 плотно упакованных молекул ПАВ, т. е. образуется полуколлоидная система. Образование мицелл начинается при достижении критической концентрации ПАВ и наблюдается в узкой области концентраций. При этом меняются плотность, электропроводность, поверхностное натяжение и моющее действие этих растворов. Разные ПАВ имеют разные критические концентрации мицеллообразования (ККМ). [c.186]

В такой системе имеется три вида частиц — неогранические ионы, длинноцепочные поверхностно-активные органические ионы и мицеллы, т. е. агрегаты ионизированных и неионизированных молекул поверхностно-активного вещества. Все эти частицы находятся в равновесии, определяемом природой гидрофильных групп, длиной гидрофобных цепей, концентрацией растворенного поверхностно-активного вещества, температурой, наличием растворимых примесей и т. д. [c.476]

Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Особую группу коллоидных электролитов составляют поверхностно-активные вещества. Это соединения, молекулы которых состоят из длинных углеводородных радикалов (Се—С18 — гидрофобная часть) и небольших полярных групп (гидрофильная часть). В сильно разбавленных растворах они находятся в виде молекул или ионов. При увеличении числа молекул ПАВ в растворе до критической концентрации мицеллообразования (ККМ) формируются более сложные агрегаты (мицеллы) за счет взаимодействия между гидрофобными участками молекул. В отличие от мицелл типичных коллоидных растворов они образуются за счет взаимодействия между углеводородными радикалами молекул ПАВ и не содержат твердой фазы. В водном растворе ПАВ устанавливается равновесие молекулы (ионы) г мицеллы. Поверхность мицелл гидрофилизируется в результате ориентации в водную фазу полярных групп молекул ПАВ. [c.121]

Известно, что масло с композицией присадок и частицами пыли является микрогете-рогенной дисперсной системой, в которой действуют сила тяжести и гюверхностные силы. Свободная поверх юстная энергия частиц кварцевой пыли компенсируется сорбцией молекул дисперсионной среды с образованием вокруг них сольватных слоев. Причем к сорбции склонны также растворенные в масле поверхностно-активные вещества присадки. Сольватированные частицы находятся в броуновском движении в системе, однако при сближении на определенное расстояние, а тем более при соударении, они способны слипаться с образованием агрегатов. Последние, достигнув критической величины (более 5 мкм), под действием силы тяжести выпадают в осадок. Как видно из рис. 9.10, б (линия 2) образец масла с присадкой А более устойчив к влиянию механических примесей. Фактор устойчивости Ф = 0,5 при концентрации механических примесей 0,5% мае. В то же время с присадкой В-15/41 Ф = 0,2. Это, вероятно, связано с тем, что присадка А солюбилизирует нерастворимые в масле частицы кварцевой пыли и нестабильные компоненты присадки АБЭС. Частицы пьиш включаются в гидрофильное ядро мицеллы и в таком виде сохраняются в системе, что и обусловливает более высокую устойчивость образца масла ИГС -38д с присадкой А к влиянию механических примесей. [c.276]

Поверхностно-активные вещества в растворах часто образуют коллоидные ассоциаты, т е. они имеют тенденцию образовывать мицеллы - агрегаты из длинноцепочечных дифильных молекул или ионов ПАВ, образующиеся самопроизвольно в их растворах при определенной концентрации, зависящей от природы полярной группы и особенно от длины цепи молекулы. Существует сравнительно узкая область концентраций, ниже которой мицеллы практически не образуются, тогда как при более высокой концентрации добавленное ПАВ образует мицеллы. ККМ, определяется как концентрация ПАВ, при которой в его растворе возникает большое число мицелл, находящихся в термодинамическом равновесии с молекулами (ионами) индивидуальных ПАВ. При концентращга ПАВ выше ККМ резко изменяется ряд свойств раствора. [c.54]

Мицеллярный катализ оказывает сильное влияние на скорости реакций. Мицеллы — это агрегаты с большим содержанием молекул мыла или детергента, довольно рыхло связанные преимущественно за счет гидрофобных (неполярных) взаимодействий. При увеличении концентрации детергента в водном растворе происходит постепенное изменение физико-химических свойств раствора поверхностного натяжения, плотности, pH и электропроводности. Однако наступает такой момент, когда изменения перестают быть плавными и при небольшом увеличении концентрации детергента какое-либо из свойств раствора резко меняется. Концентрация детергента, при которой наступает такой скачок, называется критической концентрацией ми-целлообразования (ККМ). Мицеллы обычно образуются в водном растворе полярные и неполярные группы находятся соответственно на поверхности и внутри мицелл. Известны и обращенные мицеллы, т. е. агрегаты поверхностно-активных веществ в неполярных растворителях, в которых полярные и неполярные группы расположены соответственно внутри и на поверхности мицелл. За счет неполярных взаимодействий мицеллы связывают множество органических субстратов, что приводит к ускорению химических реакций (или порой к их замедлению). Катализируемые мицеллами реакции обычно протекают на поверхности мицелл. Более того, мицеллярный катализ носит определенные ферментоподобные черты например, кинетика мицеллярных процессов подчиняется уравнению Михаэлиса— Ментен, и катализ характеризуется заметной стереоспецифичностью. Все это указывает на то, что мицеллы можно использовать для моделирования ферментативного катализа [22]. [c.337]

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]

Катионные поверхностно-активные агенты (например, цетил-пиридинийбромид) могут нарушать агрегацию молекул красителя на гидрофильных волокнах и уменьшать прочность к свету. Однако более высокая концентрация таких агентов может способствовать агрегации и повышать светопрочность. Скорость выцветания мо--жет быть снижена при действии поверхностно-активных веществ на дисперсные красители вследствие образования мицелл красителей. Другие агенты, такие, как фенолы или мочевина, применяемые в качестве вспомогательных веществ при крашении, также способны уменьшить средний размер частиц красителя и понизить светопрочность [7, 89, 430, 443, 447, 449]. Процесс разрушения агрегатов молекул под действием мочевины был изучен спектральным методом на примере Метиленового синего в желатине и метилэтилцеллюлозе [443]. [c.443]

Сенсибилизация переноса электронов может быть с высокой эффективностью оогществлена не только в высокомолекулярных системах. Можно ожидать значительных эффектов миграции энергии в молекулярных агрегатах типа мицелл или жидких кристаллов (см. рис. 4.6, в). Мицеллообразующие молекулы находятся в составе мицелл в течение 10 —10 с, что намного меньше времени жизни самих мицелл. Поэтому можно использовать поверхностно-активные вещества, имеющие соответствующие функциональные группы. Трудной задачей является сохранение направленности действия этих групп при вхождении в состав мицелл. [c.136]

Поверхностно-активные вещества в растворах часто образуют коллоидные ассоциаты, т.е. они имеют тенденцию образовывать мицеллы — агрегаты из длинноцепочечных дифильных молекул или ионов ПАВ, образующиеся самопроизвольно в их растворах при определенной концентрации, зависящей от природы пол5фной группы и особенно от длины цепи молекулы. В водных растворах ассоциация части молекул (ионов) происходит в результате сцепления углеводородных цепей, а в неводных (неполярных) средах - за счет пол фных (функциональных) групп. [c.15]

Предположения об адсорбционном характере действия ПАВ в процессе кристаллизации веществ были доказаны [100] построением кривых зависимости количества адсорбировавшегося на парафине депрессора от равновесных концентраций его в растворе, представляющих собой типичные изотермы адсорбции. При изучении [101] адсорбции смол и асфальтенов на парафине спектрофотометрическим методом также получены кривые, характерные для адсорбционных процессов (рис. 59), а по характеру изменения электрического сопротивления 10%-ной сажевой суспензии в вазелиновом масле, содержащем ряд присадок, были оценены их адсорбционные свойства, [102]. Однако адсорбционный механизм действия присадок не всегда позволяет объяснить многообразие явлений, происходящих при кристаллизации в присутствии ПАВ такой сложной системы, как твердые углеводороды масляного сырья. Молекулы ПАВ наряду с высокой поверхностной активностью обладают свойством образовывать в растворах коллоидные агрегаты — мицеллы, а в некоторых случаях — и мицеллопо- [c.170]

Регулирование к о л л о и д н о - х и м, и ч е с к и х, ч-. е. м и к р о г е т е р о -генных, процессов, в частности, таких, как солюбилизация (включение масло-растноримых компонентов в углеводородные ядра мицелл — своеобразных фазовых агрегатов поверхностно-активных молекул) так, холевые кислоты и их соли обусловливают транспорт и усвоение жиров в организме. Адсорбция — концентрирование вследствие поверхностной активности биологически активных веществ нл границах раздела клеток и внутриклеточных поверхностях обусловливает возможность интенсивного течения процессов ферментативного катализа, обмена веществ, или, например, фармакологическое действие многих лекарств. [c.7]

Установлено, что общие закономерности взаимодействия растворителя и растворенного вещества, обусловливающего возникновение поверхностной активности, одинаковы как для водных, так и для неводных сред. Например, в обоих случаях молекулы растворенного вещества, чтобы быть поверхностноактивными, должны обладать дифильной асимметричной структурой олеофил ьно-олеофобного характера. Именно этим различием в свойствах отдельных частей молекул объясняется способность растворенного вещества концентрироваться на поверхностях раздела фаз и образовывать агрегаты молекул— мицеллы в объеме раствора. Явления мицеллообразования и свойства мицелл в неводных растворителях и в водных системах [1] очень похожи, как это будет видно из подробного рассмотрения вопроса в гл. ХУН1. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология