Поверхностная активность и образование мицелл

В процессе адсорбции на металле заряженных или склонных к поляризации молекул моюще-диспергирующих присадок образуется двойной электрический слой, обладающий экранирующим действием и препятствующий образованию отложений. Алкилсалицилаты кальция образуют наименьшие мицеллы, несущие наибольший электрический заряд [227]. Такие мицеллы обладают наиболее высоким собственно моющим действием за счет создания на поверхности металла двойного электрического слоя из жестких диполей. Сульфонатные присадки обладают несколько меньшей полярностью, но большей поляризуемостью и гибкостью. Они мало чувствительны к природе катиона и значительно легче (по сравнению с алкилсалицилатными присадками) перестраивают свои мицеллы. Собственно моющее действие сульфонатных присадок ниже, чем у алкилсалицилатных. Сукцинимиды, отличаясь высокой поверхностной активностью, не обладают собственно моющим действием, поскольку не способны образовывать двойной электрический слой на поверхности металла. [c.214]

Коллоидные поверхностно-активные вещества имеют огромное практическое значение. Нет почти ни одной отрасли народного хозяйства, где бы не использовали мыла или мылоподобные вещества. Ценные технические свойства ПАВ обусловлены образованием в растворах мицелл либо высокой поверхностной активностью, т. е. способностью их молекул образовывать поверхностные адсорбционные слои. [c.414]

Поверхностно-активные вещества имеют две особенности поверхностную активность и способность образовывать мицеллы. В наибольшей степени образованию мицеллярных растворов способствуют ПАВ-стабилиза-торы эмульсий и пен. Эти ПАВ называют часто мицеллообразующими или коллоидными. В результате увеличения концентрации ПАВ в растворителе (воде или углеводородах) достигается предел истинной, т. е. молекулярной, растворимости. Если обычные вещества после достижения предельной концентрации выделяются в виде отдельной макрофазы (жидкости или [c.185]

В общих чертах эмульсионная полимеризация, вероятно, протекает так, как это впервые представил Гаркинс [66] и как показано па рис. 4. Вначале эмульсионной полимеризации, когда система обычно состоит из мономера, воды, мыла (или другого поверхностно-активного вещества) и водорастворимого инициатора реакции (нанример, персульфата калия), мыло существует главным образом в виде мицеллярного раствора (т. е. небольших грунн анионов жирных кислот, окруженных облаком нейтрализующих катионов), а мономер находится преимущественно в виде мелких капелек, но частично также растворенных в мицеллах мыла. Короче говоря, надо предполагать, что это такая же система, какая обычно получается, когда любая не растворимая в воде органическая жидкость, уравновешивается раствором поверхностно-активного вещества выше критической концентрации образования мицелл [78]. [c.131]

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]

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]

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]

Предварительные эксперименты показали, что по крайней мере в типичных условиях МФК каталитическая активность ониевых солей не изменяется параллельно их влиянию на поверхностное натяжение /[35]. В то же время считается, что многие реакции гидролиза проходят в мицеллах и обратных мицеллах. Некоторые реакции иного типа, рассмотренные в этой книге, также могут проходить в условиях образования мицелл [11]. [c.65]

Но известны присадки иного типа — поверхностно-активные соединения, предотвращающие обледенение карбюраторов, которые образуют защитную оболочку на частицах льда, что препятствует их объединению друг с другом или оседанию на стенках карбюратора [8, 9]. Предполагают, что действие этих присадок основа[но на образовании мицелл, имеющих в наружной части углеводородные радикалы молекул, а во внутренней части — гидрофильные группы молекулы воды располагаются внутри мицеллы, что предотвращает их агрегацию при понижении температуры. Иными словами, присадки этого типа могут действовать как поверхностно-активные коллоидные растворители, обеспечивающие солюбилизацию воды в углеводородной среде [10]. [c.206]

Факт образования мицелл в растворах коллоидных поверхностно-активных веществ получил подтверждение в результате изучения рассеяния света, осмотического давления, давления пара растворителя и др. [c.167]

Поверхностная активность. Склонность полярных органических молекул концентрироваться на поверхности раздела кремнезем—вода является не только результатом образования водородных связей между полярными группами молекул и поверхностью, но такл<е обусловлена их способностью формировать мицеллы или по крайней мере гидрофобным характером углеводородных частей данной молекулы. Вытеснение таких гидрофобных частей в область поверхности раздела кремнезем— вода связано в свою очередь с потенциальной поверхностной энергией. [c.386]

Несмотря на большое структурное сходство катализаторов межфазного переноса с поверхностно-активными веществами, они весьма различаются по каталитическому действию. Высокоэффективные катализаторы межфазного переноса обычно являются плохими поверхностно-активными веществами. Кинетические данные и способность ониевых солей ускорять реакции даже в неполярных средах подтверждают предположение, что суть их каталитического действия заключается не в образовании мицелл, а в создании каталитического цикла, включающего обмен ионами. Было показано [9], что реакция между 1-хлор-октаном и цианидом натрия катализируется как анионными поверхностно-активными веществами (например, додецилбен-золсульфонатом натрия), так и неионными поверхностно-активными веществами (например, продуктами реакции додеканола и тетрадеканола с 6 моль этиленоксида) однако скорости реакции при этом в 100—1000 раз ниже, чем при применении четвертичных аммониевых солей. Таким образом, мицеллярный катализ можно, конечно, рассматривать как межфазный, однако ои обладает своей спецификой и далее не будет обсуждаться в данной книге (см. обзоры [10—131). Отметим, однако, что, как правило, поверхностно-активные вещества тормозят реакции в двухфазной системе. Это, очевидно, связано с тем, что образование мицелл изменяет физические характеристики системы и, кроме того, большая часть поверхности раздела фаз занимается поверхностно-активным, веществом, что приводит к вытеснению катализатора межфазного переноса. Именно поэтому для каждой системы существует свой оптимальный размер катиона, когда он еще остается катализатором межфазного переноса, но уже не является поверхностно-активным веществом. [c.16]

ЛИЧНЫХ частиц кремнезема, связывая их таким образом вместе. Эта адсорбция имеет место в присутствии катионного агента либо способного притягиваться к отрицательно заряженной поверхности кремнезема, либо содержащего электронно-донорную группу (например, атом кислорода в полиэфире), что позволяет удерживать его иа поверхности кремнезема за счет образования водородной связи. Последнее из отмеченных явлений не наблюдается при высоких значениях pH, когда поверхность кремнезема сильно заряжена, но имеет место при низких pH, когда поверхность Покрыта нейтральными силанольными группами. Таким образом, органическими флокулирующими агентами могут быть а) катионные поверхностно-активные вещества, которые образуют мицеллы б) катионные органические полимеры и в) неионные водорастворимые соединения или полимеры, содержащие электронно-донорные группы (например, эфирные, гидроксильные или амидогруппы). Эти данные суммированы в таблице 4.2, [c.526]

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]

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]

Строение сложной структурной единицы и локальных флокул сходно с мицеллой, Однако между ними имеются существенные различия, наиболее принципиальным из которых является то, что в мицелле можно зафиксировать качество и четко определить границы ядра и некоторого переходного, граничного слоя на его поверхности, образованного, как правило, молекулами поверхностно-активных веществ. В сложной структурной единице, а тем более в локальной флокуле границы ядра, сорбционно-сольватного слоя и дисперсионной среды достаточно размыты. Дальнейшие коагуляционные взаимодействия сложных структурных единиц приводят к возникновению в системе более сложных локальных структурных образований, характеризующихся неярко выраженными центральной областью и переходным слоем. Соотношение компонентов в сложной структурной единице, возможно, оказывает решающее влияние па процессы формирования надмолекулярных структур и сольватных слоев, а следовательно, и на устойчивость и структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. [c.49]

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]

Определенное значение для первичной мифации имеют ми-целлярные растворы. Под ними понимаются системы, содержащие мицеллы, представляющие афегаты с более или менее упорядоченной структурой, содержащие гидрофильные полярные группы (СООН, МН, жирные и нафтеновые кислоты, смолы и др.) и гидрофобные углеводородные цепочки. Такие растворы способны растворять углеводороды, которые присоединяются к мицеллам. Способностью к образованию мицелл обладают также металлоорганические соединения. Возможность их возникновения в материнских породах связана с тем, что при трансформации глинистых минералов происходит катионный обмен (81 на А1, А1 на Ре), при этом вполне возможно образование металлоорганических соединений на основе высвободивщихся катионов металлов и углеводородов, которые одновременно генерируются в этих толщах. Углеводородные цепи в мицеллах стягиваются под действием вандерваальсовых сил. Образование мицелл начинается только после превыщения определенной концентрации поверхностно-активного вещества в растворе. Повышенное количество жирных, нафтеновых и гуминовых кислот в водах является предпосылкой образования мицелл. В пластовых водах, имеющих слабощелочную реакцию, кислоты переходят в нейтральные или кислые мыла. При достижении критических для них концентраций происходит образование мицелл. (Нахождение мьшов в водах снижает поверхностное натяжение на разделах вода—углеводороды и способствуют повышению их растворимости и образованию микроэмульсий, которые могут обладать повышенной способностью к перемещениям.) [c.207]

По внутренней структуре частиц выделяют в отдельную группу мицеллярные коллоиды, их называют еще полуколлоидами. Они образуются из органических длинноцепочных молекул, обладающих дифильными свойствами т. е. неполярный радикал лучше взаимодействует с органическими (неполярными) жидкостями, а полярная часть молекулы (карбоксильная и другие группы) лучше взаимодействует с полярными молекулами воды. Мицеллы образуются за счет межмолекулярных дисперсионных сил, проявляющихся при контакте неполярных частей молекул. Образование таких коллоидов характерно для водных золей моющих веществ (например, мыла С17Нз5СООМа) и некоторых органических красителей с большими молекулами. Эта группа включает в себя синтетические поверхностно-активные вещества. [c.74]

Образование мицелл можно рассматривать подобно появлению новой фазы. В отличие от истинной макроскопической фазы мицелла содержит всего от нескольких десятков до сотен исходных молекул поверхностно-активного вещества. Поэтому ее принимают за своеобразную псевдофазу . В этом случае равновесие молеку-ла мицелла относят к гетерогенным равновесиям, а молекулярный раствор, находящийся в равновесии с мицеллами,— к насыщенным растворам. Учитывая, что концентрация такого раствора равна ККМ, имеем [c.173]

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]

В разбавленных молекулярных или ионных растворах мицел-лообразование развивается в очень узкой области концентраций— при так называемой критической концентрации мицелло-образования — ККМ, в которой обнаруживаются резкие изменения свойств растворов. Эти изменения могут быть положены в основу определения величины ККМ, имеющей важное значение при оценке физико-химических и технических свойств растворов поверхностно-активных веществ (рис. 58). [c.157]

Мыла и детергенты (хлористый октадециламмоний, дюпонол, аэросол и др.) обладают высокой поверхностной активностью Они представляют собой длинные углеводородные цепи с ионогенными группами на одном из концов. В зависимости от зарядов ионогеиных групп различают анионные (—СОО-,—ОЗОз и др.) или катионные (—ЫПя) детергенты. Благодаря силам межмолекулярного притяжения в водных растворах происходит объединение углеводородных цепей в ассоциации молекул с образованием сферических и пластинчатых мицелл, имеющих молекулярный вес 12 ООО—22 ООО. [c.169]

IV. Поверхностно-активные вещества, обладающие моющим действием. Они объединяют функции всех трех предыдущих групп ПАВ и, кроме того, способны к самопроизвольному образованию в объеме жидкой фазы термодинамически стабильных коллоидных частиц (мицеллообразование в растворах ПАВ, см. гл. VIII) и к включению отмываемых частиц в ядро мицелл (солюбилизация, см. там же). Сюда входят различные анионные, катионные и неионогенные ПАВ из числа упоминаемых далее в этом параграфе. [c.90]

Однако необходимо отметить, что переход органических молекул в водную фазу (всаливание) может привести в конечном итоге к так называемому мицеллярному катализу вследствие образования мицелл под действием поверхностно-активных веществ и повышения концентрации реагирующих веществ внутри мицеллы. Эту возможность следует учитывать, поскольку многие ониевые соли являются поверхностно-активными веществами. В том случае, когда в молекуле ониевой соли имеется одна или две длинноцепочечные группы, мицеллообра-зование наступает довольно быстро. Так, найдено [8], что для [c.15]

Как известно, поверхностно-активные вещества (ПАВ) характеризуются двумя основны/ми особенностями поверхностной активностью и способностью образовывать мицеллы. В наибольшей степени образованию мицеллярных растворов способствуют ПАВ — стабилизаторы эмульсий и пен. Эти ПАВ называют часто мяцеллообразующйми или коллоидными. В результате увеличения концентрации ПАВ в растворителе (воде ил углеводородах) достигается молекулярная растворимость. Есл№ обычные вещества после достижения предельной концентрации выделяются в виде отдельной макрофазы (жидкости или осад ка), то мицеллообразующие ПАВ в растворителе образуют at-социаты, называемые мицеллами, которые являются термодинамическими стабильными системами. [c.171]

Аналогичные расчеты могут быть проведены и для поверхностно-активных веществ в области равновесных концентраций, не-превышающих первую крнти 1ескую концентрацию мицелло-образования. При этом коэффициент активности учитывает не только притяжение адсорбированных молекул между собой, но и взаимодействие образующихся двумерных ассоциатов [47— 52]. В этом случае в формулы (IV- /), (1У-8) и (IV-10) вместо величины растворимости Сз подставляют критическую концентрацию мнцеллообразования. [c.100]

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]

Поскольку мицелла не обладает жестко закрепленной структурой, солюбилизированные молекулы относительно подвижны. Как и образование мицеллы, солюбилизация представляет собой динамический равновесный процесс. Здесь мы ограничимся только одним примером солюбилизации. Пропионат додециламмония солюбилизирует в бензоле такие большие молекулы, как витамин (аквокобаламин), в котором последний в отсутствие поверхностно-активных веществ совершенно нерастворим [133]. Добавление поверхностно-активных веществ к реакционной среде может изменять не только растворимость [c.72]

Сзйцествование мицелл в растворах ионов с длинными угле-воддродными цепями объясняет известное резкое повышение растворимости некоторых обычно совершенно нерастворимых или малорастворимых в данном растворителе веществ в присутствии поверхностно-активных веществ. Явление образования термодинамически устойчивого изотропного раствора обычно малорастворимого вещества (солюбилизата) при добавлении поверхностно-активного вещества (солюбилизатора) называется солюбилизацией. [c.73]

В малых концентрациях поверхностно-активные вещества образуют в воде истинные растворы, однако после достижения критической концентрации мицелло-образования (ККМ) начинается образование мицелл, продолжающееся до момента достижения некоторой существенной концентрации. В большинстве случаев ККМ весьма мала — порядка 0,01 молей для ионогенных поверхностно-активных веществ типа мыла и [c.458]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология