Мицеллообразование поверхностная активность

ИССЛЕДОВАНИЕ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В СМЕШАННЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ [c.249]

Фукс Г. И., Абрамович С. Ш., Тихонов В. П. Ассоциация и мицеллообразование поверхностно-активных веществ в неполярных жидкостях.—- В кн. Физикохимические основы применения поверхностно-активных веществ. Ташкент Фан, 1977, с. 155—173. [c.179]

Для методов, использующих адсорбцию поверхностно-активного вещества на границе жидкость — пар, существует еще одна причина наличия верхней границы концентрации — процесс мицеллообразования. Выше критической концентрации мицеллообразования поверхностная активность компонентов падает до нуля [47, 49 51, гл. 16 65]. Для большинства поверх-ностно-активных веществ эта концентрация лежит в области 0,001—0,01 М примерно в этой области и находится верхняя граница применимости большинства методов поверхностного разделения. Значение критической концентрации мицеллообразования и, следовательно, положение верхней границы применимости определяются типом поверхностно-активного вещества, температурой и наличием примесей, особенно электролитов. [c.100]

В процессе разделения ПАВ адсорбируется на границе раздела мембрана — раствор и образует на поверхности мембраны жидкий селективный слой. Поэтому такие мембраны принято называть жидки-м и . Жидкие мембраны образуются за счет поверхностной активности молекул в растворе. С увеличением содержания ПАВ селективность мембраны возрастает, а проницаемость падает до тех пор, пока не будет достигнута критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). При этой концентрации селективность и проницаемость достигают своих постоянных значений (рис. IV-23). Причиной этого является растущее покрытие поверхности раздела мембрана — раствор слоем адсорбированных молекул ПАВ. Этот слой увеличивает сопротивление прохождению как воды, так и соли вплоть до достижения ККМ, при которой покрытие нижележащей ацетатцеллюлозной мембраны полностью завершено. Инфракрасные спектры ПАВ показали сильное взаимодействие между гидрофильными группами эффективной добавки и молекулами воды (подробнее о механизме данного процесса см. стр. 212). [c.197]

В координатах а — с в соответствии с уравнением (11.51)—<1а=Г 7 1пс (см. рис. VI. 4). При полном заполнении монослоя (Г = Лос) постоянному значению а соответствует постоянное значение химического потенциала ПАВ в растворе, что определяет процесс мицеллообразования как процесс образования новой фазы. Поверхностную активность коллоидных ПАВ можно приближенно оценить через ККМ с помощью соотношения [c.294]

Приведенные выше факты даже качественно далеко не исчерпывают многообразие экспериментальных результатов по зависимости А = А (с). Для более сложных по своему строению и более высокомолекулярных веществ изотермы А = А (с) имеют более сложный вид. Это вызвано прежде всего мицеллообразованием (агрегированием молекул в объеме в более крупные частицы), наступающим при повышении концентрации раствора выше определенного предела. При наличии мицеллообразования объемная концентрация молекулярно-диспергированной части поверхностно-активного вещества не повышается с ростом его общей концентрации, поскольку прибавление новых, дополнительных количеств вещества идет только на образование мицелл. В результате поверхностная концентрация и А остаются постоянными и не зависят от изменения полной объемной концентрации. Иногда процесс мицеллообразования может быть полностью или частично необратимым, и тогда может наступать пересыщение по отношению к молекулярно-дис- [c.114]

Влияние длины углеводородного радикала. Склонность к мицеллообразованию, как и поверхностная активность, существенно возрастает при увеличении длины углеводородного радикала. Это проявляется в резком уменьшении величины ККМ в гомологических рядах ПАВ с увеличением молекулярной. ма сь1. Для ПАВ с прямой насыщенной углеводородной цепью зависимость величины ККМ от числа углеродных атомов в цепи выражается эмпирическим уравнением [c.58]

Легко видеть, что уравнения (76) и (77) аналогичны уравнению (39), выражающему правило Дюкло — Траубе. Это указывает на связь объемных и поверхностных свойств растворов ПАВ и подчеркивает общность явлений адсорбции и мицеллообразования. Действительно, в гомологических рядах ПАВ величина ККМ изменяется примерно обратно пропорционально поверхностной активности, так что отношение ККМ соседних гомологов соответствует коэффициенту правила Дюкло — Траубе [c.59]

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]

Критическая концентрация мицеллообразования. Изучение растворов коллоидных поверхностно-активных ве- [c.166]

В результате изучения критических концентраций в растворах различных поверхностно-активных веществ установлены следующие закономерности а) ККМ зависит от строения углеводородной части молекулы поверхностно-активного вещества и полярных групп б) в случае одинаковых полярных групп меньшее значение ККМ соответствует соединению, неполярная часть которого содержит большее число углеродных атомов. В пределах одного и того же гомологического ряда между критической концентрацией мицеллообразования и числом углеродных атомов существует зависимость [c.168]

Солюбилизация характерна не только для мицеллярно-коллоид-ных растворов ионообразных веществ, но и для истинных растворов поверхностно-активных полимеров. Это явление подробно изучили П. И. Зубов и В. А. Пчелин. Солюбилизация весьма характерна для действия поверхностно-активных веществ в качестве моющих средств, и устойчивое отмывание жидких масляных загрязнений в значительной мере связано с их солюбилизацией в мицеллах мыл. Это соответствует также тому, что моющее действие обнаруживается лишь при концентрациях более высоких, чем критическая концентрация мицеллообразования. [c.58]

Для мылоподобных ПАВ — моющих веществ — определенная таким образом поверхностная активность практически выражается отношением понижения а в критической концентрации мицеллообразования (ККМ) (о — Ок) к концентрации в этой точке Ск- Предельные понижения (а — Ок) для границы вода — воздух сравнительно мало различаются у таких ПАВ и составляют около [c.77]

Необходимо учитывать, что в жесткой воде обычные мыла жирных кислот не только не моют, но благодаря образованию нерастворимых кальциевых и магниевых ролей могут загрязнять отмываемые поверхности. В этом случае необходимо умягчать во 1у добавлением щелочных электролитов, особенно фосфатов. Такие электролиты повышают адсорбционную способность поверхностно-активных веществ и, следовательно, снижают поверхностное натяжение растворов, понижают критическую концентрацию мицеллообразования и усиливают структурно- [c.162]

Так, моющее действие, широко используемое на практике, особенно при получении сверхчистых веществ, необходимых для современной техники, представляет собой весьма сложный коллоидно-химический процесс, включающий понижение поверхностной энергии, диспергирование, коллоидную защиту и солюбилизацию. Поэтому моющие средства (детергенты) —это ПАВ особого типа. Наряду с сильной поверхностной активностью и смачивающей способностью им свойственна высокая стабилизирующая способность по отношению к гидрофобным частицам загрязнений. Такими свойствами обладают мыла (жировые и синтетические) с длиной цепи 12—18 атомов С, способные к мицеллообразованию. [c.337]

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]

Предел истинной растворимости, или наименьшая концентрация ПАВ, при которой появляются мицеллы, называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). Этот показатель, а также число агрегации молекул в мицелле тесно связаны с объемными функциональными свойствами поверхностно-активных веществ, такими как моюще-дисиергирующие, солюбилизирующие и др. [c.198]

Действительно, граничные слои жидкостей могут иметь различное происхождение. Граничные слои, сформированные водными растворами электролитов (двойным слоем адсорбированных ионов), чувствительны к изменению концентрации раствора, его состава и температуры. Граничные слои, возникщие под действием поверхностных сил твердого тела, по-видимому, не достигают значительной толщины (до 5,0—15,0 нм) и мало зависят от состава жидкости. Граничные слои растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) в углеводородных жидкостях могут иметь толщину порядка нескольких сот и более нанометров. Это связано с мицеллообразованием в объеме раствора. Толщина и механические свойства таких граничных слоев зависят от состава и концентрации ПАВ и природы растворителя, а их изучение обусловливает решение ряда технических задач [63, 189]. [c.65]

В отличие от Дж. Брегмана А. А. Гоником предложена следующая схема структуры адсорбционных слоев ингибиторов коллоидного типа на поверхности стали. Нижний слой молекул ингибитора обращен полярными группами к металлу и связан с ним химически. Обратно же ориентированный слой молекул, образующихся на границе раздела углеводород—электролит, направлен полярными группами в электролит. Между этими проти воположно ориентированными слоями молекул заклю чено равновесное количество углеводородной жидкости При адсорбции углеводородорастворимых поверхностно активных веществ при их концентрации выше критиче ской концентрации мицеллообразования также возникают бимолекулярные слои из поверхностно-активных молекул, но между ними отсутствует углеводородная прослойка. [c.93]

Защитное действие проявляют и некоторые многофункциональные присадки к топливам (см. рис. 49), например присадка Dria in фирмы UOP [73]. С другой стороны, многие поверхностно-активные защитные присадки обладают в топливах диспергирующими свойствами. Это установлено, например, для сульфонатов, окисленных петролатумов и их солей и ряда других присадок [36, 49]. Это действие связывают с дифильной структурой поверхностно-активных присадок, их способностью к мицеллообразованию и другими коллоидными свойствами [19—21, 36]. Защитные присадки могут входить также в состав композиций присадок в тех случаях, когда необходимо придать топливу дополнительные свойства. [c.201]

Полученные результаты подтвердили существование прямой зависимости между поверхностной активностью и деэмульгирующими свойствами эфиров алкилфенолов, отмеченной ранее [6]. Эта закономерность легко прослеживается по-резким сдвигам в область малых концентраций как изотерм поверхностного натяжения, так и изотерм деэмульгирования при наращивании у эфиров алкилфенолов длины алкильного радикала. Кроме того, из сравнения взаимного-расположения кривых деэмульгирования и изотерм межфазного натяжения следует, что начало проявления деэмульгирующего действия у эфиров алкилфенолов приходится на область насыщенных адсорбционных слоев и даже на начало мицеллообразования в водной фазе. Этот факт показывает, что наряду с поверхностными свойствами для вытеснения с границы раздела фаз коллоидных стабилизаторов нефтей (асфальтенов) полигликолевые эфиры алкилфенолов должны обладать высокими смачивающими свойствами, наиболее резко проявляющимися у них в области мицеллообразования [7]. [c.143]

Эти вещества с коэффициентом распределения, сдвинутым в водную фазу, обладают наибольшей поверхностной активностью из исследуемого гомологического ряда эфиров алкилфенолов на границе вода — углеводород, имеют нвви-мальную критическую концентрацию мицеллообразования в водной фазе и образуют на границе раздела фаз насыщенные слои с достаточно плотной упаковкой гидрофобных групп, т. е. эти вещества обладают всем необходимым комплексом коллоиднохимических свойств, которые присущи эффективным реагентам-деэмульгаторам. [c.145]

Показано, что для проявления деэмульгирующих свойств неионогенные ПАВ должны обладать высокой поверхностной активностью обеих фаз, иметь минимальную крнтическу.о концентрацию мицеллообразования в водной фазе и образовывать на границе раздела фаз насыщенные слои с достаточно плотной упаковкой гидрофобных групп. [c.216]

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]

Истинная растворимость ПАВ обусловлена, главным образом, увеличением энтропии при растворении и в меньшей мере энтал ь-пийной составляющей (взаимодействием с молекулами воды) [см. уравнение (VI, 25)]. Для ионогенных ПАВ характерна диссо- циация в водных растворах, благодаря чему энтропия растворения их значительна. Неионогенные ПАВ не диссоциируют и слабее взаимодействуют с водой, поэтому их растворнмость существенно меньше при том же размере радикала. Чаще растворение ПАВ сопровождается поглощением тепла (ДЯ > 0), и поэтому их растворимость увеличивается с повышением температуры. Малая рас-творпмость ПАВ проявляется в положительной поверхностной активности, а с ростом концентрации — в ассоциации молекул ПАВ, переходящей в мицеллообразование. [c.293]

Длина углеводородного радикала оказывает решающее влияние иа мицеллообразование в водных средах. В процессе мицеллообразования ионии<ение энергии Гиббса системы тем больше, чем длиннее углеводородная цепь. Исследования показывают, что образование предмицеллярных ассоциатов наблюдается в поверхностно-активных электролитах с длиной углеводородной цепи более четырех атомов углерода. Однако в таких соединениях недостаточно выражено различие между гидрофильной и гидрофобной частями (высокое значение ГЛБ). В связи с этим энергия агрегирования недостаточна, чтобы удержать молекулы от беспорядочного теплового движения. Как правило, способность к мицеллооб-разовапию свойственна молекулам ПАВ с длиной углеводородного радикала более 8—10 атомов углерода. [c.300]

Ингибиторы коррозии являются поверхностно-активными веществами (ПАВ) их подразделяют на водорастворимые (ВИК), водомаслорастворимые (ВМИК) и маслорастворимые (МИК) соединения (см. табл. 8.1). Существует связь между химическим строением ПАВ — ингибиторами коррозии, их поверхностной активностью на границе с воздухом, водой и металлом и защитной эффективностью. Обпще закономерности поверхностной активности и мицеллообразования маслорастворимых ингибиторов анионо- и катионоактивного типов в углеводородных средах являются, в известной мере, зеркальным отображением соответствующих закономерностей для водорастворимых ПАВ в полярньк средах. С увеличением молекулярной массы маслорастворимых ПАВ, умень-щением их гидрофильно-лиофильного (олеофильно-гидрофильного) баланса уменьшается полярность, возрастает энергия связи со средой, убывает поверхностная активность и критическая концентрация мицеллообразования, при этом защитные свойства ухудшаются. [c.371]

МЫ. Окриэтилированные воска торфов и бурых углей, содержащие 75-82 мас.% связанного оксида этилена, растворяются в воде, проявляя поверхностно-активные свойства. Критическая концентрация мицеллообразования 0Л мас.% при поверхностном натяженш ст = 50-55 мН/м. [c.24]

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой бифильные соединения, т. е. они обладают гидрофобными и гидрофильными свойствами (прекрасный пример — моющие средства). В растворе такие низкомолекулярные элс -тролиты образуют ионные пары с противоионами. По мере увеличения концентрации мономера образуются кластеры, а затем и низкомолекулярные агрегаты. В конце концов возникают крупные агрегаты, называемые мицеллами [153— 168]. Мицеллообразование мономерных поверхностно-активных веществ наблюдается, когда концентрация их превысит так называемую критическую концентрацию мицеллообразования [ККМ]. В общем случае ККМ варьирует от 10 до 10— моль/л, и при повышении концентрации проводимость раствора резко меняется. [c.283]

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]

К таким определениям относится критическая концентрация мицеллообразова-ния. Несмотря на то что в нефтяных системах мицелла — понятие условное, и даже в некоторой степени неприемлемое, именно этот термин употребляется для описания изменения свойств нефтяных систем при изменении концентрации дисперсной фазы. Критической концентрацией мицеллообразования в классическом определении считается концентрация поверхностно-активного вещества в растворе, при которой наблюдается резкий рост образования мицелл, фиксируемый по изменению свойств раствора. В нефтяных системах под критической концентрацией мицеллообразования, понимают значение концентрации дисперсной фазы, или некоторой добавки в систему, выше которой в системе наблюдается лавинообразный рост числа структурных образований, который фиксируется по изменению физико-химических свойств системы. [c.27]

У Влияние добавок электролитов. Введение электролитов в растворы ионогенных ПАВ вызывает два эффекта, одинаково проявляющихся в снижении ККМ. Во-первых, электролит частично дегидратирует полярные группы шноа ПАВ, так как он связывает—в ду-.аа хчет гидратации своих ионов. Уменьшение гидратации ионов ПАВ повышает их склонность к ассоциации. Во-вторых, добавленный электролит уменьшает эффективную степень диссоциации поверхностно-активного электролита как в истинном растворе, так и в мицеллярном состоянии. Возрастает доля противоионов, связанных с поверхностью мицелл заряд последних уменьшается. Э о уменьшает эффективную электрическую работу против сил отталкивания, необходимую- для введения мицеллообразующего иона в одноименно заряжённую мицеллу, что облегчает мицеллообразование. [c.62]

Для того чтобы ПАВ было способно образовывать мицеллы, оно должно удовлетворять двум требованиям — с одной стороны, (/иметь достаточно большой углеводородный радикал, снижающий / растворимость в воде, а, с другой - /обладать достаточно сильной полярной группой, способствующей его растворимости. Этому требованию удовлетворяют не все поверхностно-активные вещества. Например, для гомологического ряда алифатических спиртов ми-целлообразование вовсе не характерно. При этом для соединений с числом углеродных атомов меньше 7 мицеллообразованию мешает малая длина углеводородного радикала, а для более высоких гомологов — сравнительно низкая гидрофильность полярной группы. Известно также, что для многих коллоидных ПАВ, например, для оксиэтилированных спиртов, независимо от числа оксиэтиле-новых групп, т. е. от полярности гидрофильной части молекулы, мицеллообразование становится возможным лишь при Длине углеводородного радикала, превышающей 7—8 углеродных атомов. [c.400]

Отметим, что при малых концентрациях и весьма разбавленных водных растворах все обычные моющие, т. е. мылообразные вещества (за исключением неионогенных), могут проявлять себя как гидрофобизаторы и поэтому их можно использовать в качестве флотореаген-тов-собирателей в соответствующих условиях. Поэтому эти поверхност-но-активные вещества применяются только в достаточно высоких концентрациях, выше критической концентрации мицеллообразования. Кроме того, поверхностно-активные моющие вещества всегда применяются на практике в форме моющих средств — сложных смесей, включающих, кроме основного поверхностно-активного агента, еще и слабо поверхностно-активные структурообразующие стабилиза--торы (защитные коллоиды или загустители типа карбоксиметилцеллюлозы), а также электролиты, в том числе щелочные, создающие благоприятную среду для моющего действия и проявления оптимальной эффективности поверхностно-активного вещества. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология