Мицеллообразования (ККМ)

Методы определения критической концентрации

Влияние температуры

Влияние неэлектролитов

Факторы, влияющие на величину ККМ

1.Строение и длина углеводородного радикала ПАВ.

2.Характер полярной группы.

3.Наличие в растворе индифферентных электролитов и неэлектролитов.

4.Температура.

Влияние двух первых факторов удобно оценить, используя формулу:

RT lnККМ = a - b n, (14.1.)

где а – постоянная, характеризующая энергию растворения полярной группы;

b - постоянная, характеризующая энергию растворения, приходящуюся на 1 группу - СН₂ -;

n - число групп - СН₂ -.

Из уравнения 14.1. мы видим, что влияние гидрофобной группы молекулы ПАВ отражает параметр “b”, кроме того, чем больше “n”, тем меньше ln ККМ, следовательно, тем меньше ККМ (помним, что n > 8 - 10).

Характер полярной группы играет существенную роль при мицеллообразовании. Роль гидрофильных (полярных) групп заключается в том, чтобы удерживать образующиеся ассоциаты в воде и регулировать их размеры. Количественно влияние полярной группы оценивается величиной “а”, чем она больше, тем больше ККМ. Величина ККМ ионогенных ПАВ значительно больше, чем неионогенных при одинаковой гидрофобности молекулы.

Рассматривая влияние индифферентных электролитов, надо различать ионогенные и неионогенные ПАВ.

Введение электролитов в водные растворы неионогенных ПАВ слабо влияет на величину ККМ и размеры мицеллы.

Введение электролитов в водные растворы ионогенных ПАВ оказывает весьма значительное влияние, которое можно оценить уравнением:

ln ККМ = а - b n - k ln c, (14.2.)

где а и b - постоянные, имеющие тот же физический смысл, что и а и b в уравнении 14.1.;

k - константа;

с - концентрация индифферентного электролита.

Из уравнения 14.2. мы видим, что увеличение концентрации индифферентного электролита (с) уменьшает ККМ.

Введение неэлектролитов (органических растворителей) в водные растворы ПАВ также приводит к изменению ККМ. При наличии солюбилизации устойчивость мицелл повышается, т.е. уменьшается ККМ. Если солюбилизация не наблюдается (т.е. молекулы неэлектролита не входят внутрь мицеллы), то они, как правило, увеличивают ККМ.

Влияние температуры на ККМ ионогенных ПАВ и неионогенных ПАВ различно. Повышение температуры приводит к увеличению ККМ ионогенного ПАВ из-за дезагрегирующего действия теплового движения.

Повышение температуры приводит к уменьшению ККМ неионогенного ПАВ за счет дегидратации оксиэтиленовых цепочек (мы помним, что неионогенные ПАВ всегда образованы полиоксиэтиленовыми цепочками и углеводородными “хвостами”).

Методы определения ККМ основаны на регистрации резкого изменения физико - химических свойств растворов ПАВ при изменении концентрации. Это связано с тем, что образование мицеллы ПАВ в растворе означает появление в нем новой фазы. Из курса физической химии мы помним, что изменение числа фаз в системе приводит к резкому изменению любого физико - химического свойства системы. Это хорошо иллюстрируется рис.14.1.

		1 - эквивалентная электри-ческая проводимость; 2 - поверхностное натяже-ние; 3 - моющая способ-ность; 4 - показатель пре-ломления.

Свойство 3

раствора

ПАВ

ККМ концентрация ПАВ

Рис.14.1.свойства растворов коллоидного ПАВ

На кривых зависимостей: свойство раствора ПАВ - концентрация ПАВ появляется излом. При этом левая часть кривых (при более низких концентрациях) описывает соответствующее свойство раствора ПАВ в молекулярном (ионном) состоянии, а правая - в коллоидном. Абсциссу точки излома условно считают соответствующей переходу молекул (ионов) ПАВ в мицеллы – т.е. критической концентрации мицеллообразования (ККМ)

Дата добавления: 2014-01-05