Jei tirpalo joninis stiprumas yra mažas, joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos gali elgtis kaip polielektrolitai, atstumdamos viena kitą. Esant didesniam druskos kiekiui, atstumiamos jėgos mažėja, o į kirmėles panašios micelės gali suformuoti tinklą. Įdėjus dar daugiau druskos, gali susidaryti pūslelės. Regionas (II) yra įvairių struktūrų sambūvio regionas. Panašiai įkrautų jonų poveikis joninių paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalams yra nedidelis. Druskos priedai mažai veikia nejonines aktyviąsias paviršiaus medžiagas. Šiuo atveju CMC gali sumažėti dėl jonų dehidratacijos.
Alkoholio priedai.
Ilgos grandinės alkoholiai yra įtraukiami į agregatus ir sudaro mišrias miceles. Tirpaluose, kuriuose yra propanolio, CMC smarkiai sumažėja didėjant alkoholio koncentracijai. Didėjant metileno grupių skaičiui alkoholyje, šis sumažėjimas yra ryškesnis. Vandenyje labiau tirpstančių alkoholių įtaka paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų agregacijai praktiškai neturi įtakos, tačiau esant didelėms koncentracijoms dėl tirpalo savybių pokyčių gali padidėti CMC. Sterinis faktorius vaidina svarbų vaidmenį mišrių micelių formavime.
Kitų organinių junginių priedai.
Vandenyje netirpūs angliavandeniliai, tokie kaip benzenas ar heptanas, patekę į micelinį tirpalą, yra ištirpinami micelės šerdyje. Tuo pačiu metu didėja micelių tūris ir keičiasi jų dydžiai. Pakeitus micelės paviršiaus kreivumą, sumažėja jo paviršiaus elektrinis potencialas, taigi ir micelių susidarymo elektrinis darbas, todėl sumažėja CMC. Organinės rūgštys ir jų druskos yra tirpinamos micelių viduje šalia paviršiaus, taip pat sumažinant CMC2, tai ypač aktualu, kai dėl specifinės sąveikos pridedami salicilatai ir panašūs junginiai.
Hidrofilinių grupių vaidmuo paviršinio aktyvumo medžiagų vandeniniuose tirpaluose yra išlaikyti susidariusius agregatus vandenyje ir reguliuoti jų dydį.
Priešionių hidratacija skatina atstūmimą, todėl mažiau hidratuotų jonų lengviau adsorbuojasi ant micelių paviršiaus. Dėl sumažėjusio hidratacijos laipsnio ir padidėjusios micelinės masės katijoninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms Cl serijoje
Palyginus joninių ir nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų, turinčių tas pačias angliavandenilių grandines, savybes, matyti, kad joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų micelinė masė yra daug mažesnė nei nejoninių.
| |
Neelektrolitų pridėjimas į paviršinio aktyvumo medžiagų vandeninius tirpalus esant tirpinimui padidina micelių stabilumą, t.y. iki CMC sumažėjimo.
Koloidinių paviršinio aktyvumo medžiagų vandeninių tirpalų tyrimai parodė, kad miceliacija gali vykti tik virš tam tikros temperatūros Tk, vadinamos Kraft taškas ( 4 pav.).
Žemesnėje temperatūroje Tk paviršinio aktyvumo medžiagos tirpumas yra mažas, o šiame temperatūros intervale yra pusiausvyra tarp kristalų ir tikrojo paviršiaus aktyviosios medžiagos tirpalo. Dėl micelių susidarymo bendras Paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracija smarkiai didėja didėjant temperatūrai.
tirpalas ir per jį į įvairių tipų skystųjų kristalų sistemas.
Nejoninėms paviršinio aktyvumo medžiagoms, kurios yra skysčiai, Krafft taško nėra. Jiems labiau būdinga kita temperatūros riba - debesų taškas. Drumstumas yra susijęs su micelių dydžio padidėjimu ir sistemos atsiskyrimu į dvi fazes dėl micelių polinių grupių dehidratacijos, kylant temperatūrai.
CMC nustatymo metodai pagrįsti staigiu paviršinio aktyvumo tirpalų fizikinių ir cheminių savybių (paviršiaus įtempimo s, drumstumo t, elektrinio laidumo c, lūžio rodiklio n, osmosinio slėgio p p) pasikeitimu pereinant iš molekulinio tirpalo į micelinį.
Šiame darbe CMC nustatyti naudojamas konduktometrinis metodas. Konduktometrinis CMC nustatymas yra pagrįstas matavimu elektros laidumo priklausomybė nuo koncentracijos joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpalai.
Esant koncentracijai, atitinkančiai CMC, elektros laidumo (W) – koncentracijos (c) grafike pastebimas kreivumas dėl sferinių joninių micelių susidarymo (5 pav.). Joninių micelių mobilumas yra mažesnis nei jonų mobilumas. Be to, nemaža dalis priešjonų yra tankiame adsorbciniame sluoksnyje, o tai žymiai sumažina paviršinio aktyvumo tirpalo elektrinį laidumą.
CMC nustatymas paviršinio aktyvumo medžiagos tirpale naudojant kišeninį laidų matuoklį
Reikalingi instrumentai ir reagentai.
1. Kišeninis laidumo matuoklis
2. 50 ml talpos cheminės stiklinės - 6 vnt.
3. 25 ml talpos matavimo cilindras - 1 vnt.
4. Joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos tirpalas, kurio koncentracija 28·10 -3 mol/l, 32,10 -3 mol/l.
5. Distiliuotas vanduo
Elektros laidumo matavimai laidumo matuokliu (7 pav.) atliekami tokia tvarka:
1. Skiedimo būdu paruoškite įvairių koncentracijų joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpalus.
2. Supilkite juos į stiklines. Bendras tirpalo tūris stiklinėje yra 32 ml.
3. Paruoškite laidumo matuoklį naudojimui: nuimkite apsauginį dangtelį, darbinę dalį nuplaukite distiliuotu vandeniu. Be to, siekiant išvengti rezultato klaidų, darbinė dalis po kiekvieno skaitymo nuplaunama distiliuotu vandeniu.
4. Rodmenys imami taip: darbinė prietaiso dalis dedama į tirpalą (7 pav.) , įjunkite prietaisą, judindami mygtuką įrenginio viršuje, nustačius rodmenis ekrane, juos užsirašykite, išjunkite ir nuplaukite darbinę įrenginio dalį distiliuoto vandens srove nuo skalavimo. Gauti duomenys apibendrinti 1 lentelėje.
Micelės susidarymas, spontaniškas paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių susiejimas tirpale. Dėl to paviršinio aktyvumo medžiagos-tirpiklio sistemoje atsiranda būdingos struktūros asocijuotos micelės, susidedančios iš dešimčių amfifilinių molekulių, turinčių ilgos grandinės hidrofobinius radikalus ir polines hidrofilines grupes. Vadinamosiose tiesiosiose micelėse šerdį sudaro hidrofobiniai radikalai, o hidrofilinės grupės yra nukreiptos į išorę. Paviršinio aktyvumo medžiagos molekulių, sudarančių micelę, skaičius vadinamas agregacijos skaičiumi; Analogiškai su moline mase micelės taip pat pasižymi vadinamąja miceline mase. Paprastai agregacijos skaičiai yra 50–100, micelių masė yra 10 3–10 5. Mikelių susidarymo metu susidariusios micelės yra polidispersinės ir pasižymi dydžio pasiskirstymu (arba agregacijos skaičiais).
Micelių susidarymas būdingas įvairių tipų paviršinio aktyvumo medžiagoms – joninėms (anijoninės ir katijoninės), amfolitinėms ir nejoninėms ir turi keletą bendrųjų principų, tačiau jis taip pat siejamas su paviršinio aktyvumo medžiagos molekulių struktūrinėmis savybėmis (ne dydžiu). -polinis radikalas, polinės grupės prigimtis), todėl teisingiau kalbėti apie šios aktyviųjų paviršiaus medžiagų klasės miceliaciją.
Micelės susidaro kiekvienai paviršinio aktyvumo medžiagai būdingame temperatūrų intervale, kurio svarbiausios charakteristikos yra Kraft taškas ir drumstumo taškas. Kraft taškas yra žemutinė joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų micelizacijos temperatūros riba, paprastai ji yra 283–293 K; esant žemesnei nei Krafft temperatūrai, paviršinio aktyvumo medžiagos tirpumas yra nepakankamas micelių susidarymui. Drumstumo taškas yra viršutinė nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų micelizacijos temperatūros riba, įprastos jo vertės yra 323–333 K; aukštesnėje temperatūroje paviršinio aktyvumo medžiagos-tirpiklio sistema praranda stabilumą ir išsiskiria į dvi makrofazes. Joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų micelės aukštoje temperatūroje (388-503 K) suyra į smulkesnius asocijuotus dimerus ir trimerius (vadinamoji demiceliacija).
CMC nustatymas gali būti atliktas tiriant beveik bet kokias tirpalų savybes, priklausomai nuo jų koncentracijos pokyčių. Dažniausiai tyrimų praktikoje naudojamos tirpalo drumstumo, paviršiaus įtempimo, elektrinio laidumo, šviesos lūžio rodiklio ir klampumo priklausomybės nuo suminės tirpalų koncentracijos.
Kritinė micelizacijos koncentracija nustatoma pagal tašką, atitinkantį tirpalų savybių kreivių lūžį priklausomai nuo koncentracijos. Manoma, kad esant žemesnei nei CMC koncentracijai paviršinio aktyvumo medžiagų tirpaluose, yra tik molekulės ir bet kokios savybės priklausomybę lemia būtent molekulių koncentracija. Kai tirpaluose susidaro micelės, savybės smarkiai pasikeis dėl staigaus ištirpusių dalelių dydžio padidėjimo. Pavyzdžiui, joninių paviršinio aktyvumo medžiagų molekuliniai tirpalai pasižymi stiprių elektrolitų elektrinėmis savybėmis, o miceliniai – silpniems elektrolitams. Tai pasireiškia tuo, kad ekvivalentinis elektrinis laidumas joninių aktyviųjų paviršinio aktyvumo medžiagų tirpaluose, kurių koncentracija mažesnė už CMC, priklausomai nuo tirpalo koncentracijos kvadratinės šaknies, yra tiesinis, būdingas stipriems elektrolitams, o po CMC jo priklausomybė pasirodo būdinga silpniems elektrolitams.
Ryžiai. 2
- 1. Stalagmometrinis metodas, arba lašų skaičiavimo metodas, nors ir netikslus, dėl išskirtinio paprastumo vis dar naudojamas laboratorinėje praktikoje. Nustatoma skaičiuojant lašus, kurie nuteka, kai iš specialaus Traube stalagmometro aparato kapiliarinės angos išteka tam tikras skysčio tūris.
- 2. Konduktometrinis metodas yra analizės metodas, pagrįstas tiriamų tirpalų elektrinio laidumo tyrimais. Tiesioginė konduktometrija suprantama kaip metodas, kuriuo elektrolitų koncentracijos tyrimai atliekami tiesiogiai. Nustatymai atliekami naudojant tirpalų, kurių kokybinė sudėtis žinoma, elektrinio laidumo matavimus.
- 3. Refraktometrinis analizės metodas(refraktometrija) pagrįsta šviesos lūžio rodiklio priklausomybe nuo sistemos sudėties. Ši priklausomybė nustatoma nustatant daugelio standartinių tirpalų mišinių lūžio rodiklį. Refraktometrijos metodas naudojamas kiekybinei dvejetainių, trinarės ir įvairių kompleksinių sprendinių sistemų analizei.
Ryžiai. 3 Refraktometras
Visos dispersinės sistemos, priklausomai nuo jų susidarymo proceso mechanizmo pagal P. A. Rebinderio klasifikaciją, skirstomos į liofilines, kurios gaunamos spontaniškai išsklaidant vieną iš fazių (spontaniškai susiformuoja heterogeninė laisvai dispersinė sistema), ir liofobines, atsirandantys dėl dispersijos ir kondensacijos su persotinimu (prievartinis heterogeninės laisvos dispersinės sistemos susidarymas).
Hidrofilinių ir oleofilinių dalių buvimas paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėse yra būdingas jų struktūros bruožas. Pagal gebėjimą disocijuoti vandeniniuose tirpaluose aktyviosios paviršiaus medžiagos skirstomos į jonines ir nejonines. Savo ruožtu joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos skirstomos į anijonines, katijonines ir amfolitines (amfoterines).
1) Anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos disocijuoja vandenyje ir sudaro paviršinio aktyvumo anijoną.
2) Katijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos disocijuoja vandenyje ir sudaro paviršinio aktyvumo katijoną.
3) Amfolitinėse paviršinio aktyvumo medžiagose yra dvi funkcinės grupės, iš kurių viena yra rūgštinė, o kita – bazinė, pavyzdžiui, karboksilo ir amino grupės. Priklausomai nuo terpės pH, amfolitinės aktyviosios paviršiaus medžiagos pasižymi anijoninėmis arba katijoninėmis savybėmis.
Visos paviršinio aktyvumo medžiagos, atsižvelgiant į jų elgesį vandenyje, skirstomos į tikrai tirpias ir koloidines.
Tikrai tirpios paviršinio aktyvumo medžiagos tirpale yra molekuliškai išsklaidytos iki koncentracijos, atitinkančios jų sočiuosius tirpalus ir sistemos atskyrimą į dvi ištisines fazes.
Pagrindinis koloidinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų bruožas yra gebėjimas sudaryti termodinamiškai stabilias (liofilines) heterogenines dispersines sistemas (asociacines, arba micelines, koloidus). Pagrindinės koloidinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų savybės, lemiančios jų vertingąsias savybes ir platų naudojimą, yra didelis paviršiaus aktyvumas; spontaninės micelizacijos galimybė – liofilinių koloidinių tirpalų susidarymas, kai aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracija viršija tam tikrą vertę, vadinamą kritine micelių koncentracija (KKM); gebėjimas tirpinti - staigus medžiagų tirpumo padidėjimas koloidinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpaluose dėl jų „įsijungimo“ į micelę; didelis gebėjimas stabilizuoti įvairias dispersines sistemas.
Esant koncentracijoms, viršijančioms KKM, paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės susirenka į miceles (asocijuojasi), o tirpalas virsta miceline (asociacine) koloidine sistema.
Paviršinio aktyvumo micelė suprantama kaip amfifilinių molekulių, kurių liofilinės grupės yra nukreiptos į atitinkamą tirpiklį, junginys, o liofobinės grupės yra sujungtos viena su kita, sudarydamos micelės šerdį. Molekulių, sudarančių micelę, skaičius vadinamas asociacijos skaičiumi, o bendra micelės molekulių masių suma arba micelės masės sandauga pagal Avogadro skaičių vadinama miceline mase. Tam tikra amfifilinių paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių orientacija micelyje užtikrina minimalią sąsajos įtampą micelės ir terpės sąsajoje.
Kai paviršinio aktyvumo medžiagų koncentracija vandeniniame tirpale šiek tiek viršija KKM, pagal Hartley idėjas susidaro sferinės micelės (Hartley micelės). Vidinė Hartley micelių dalis susideda iš susipynusių angliavandenilių radikalų, o paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių polinės grupės yra nukreiptos į vandeninę fazę. Tokių micelių skersmuo lygus dvigubam paviršinio aktyvumo medžiagos molekulių ilgiui. Molekulių skaičius micelyje sparčiai auga siaurame koncentracijos diapazone, o toliau didėjant koncentracijai praktiškai nekinta, tačiau micelių daugėja. Sferinėse micelėse gali būti nuo 20 iki 100 ar daugiau molekulių.
Didėjant aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai, micelinė sistema pereina iš eilę pusiausvyros būsenų, kurios skiriasi asociacijų skaičiumi, dydžiu ir micelių formomis. Kai pasiekiama tam tikra koncentracija, sferinės micelės pradeda sąveikauti viena su kita, o tai prisideda prie jų deformacijos. Micelės linkusios įgauti cilindrinę, disko, lazdelės, lamelės formą.
Micelių susidarymas nevandeninėje terpėje dažniausiai atsiranda dėl patrauklių jėgų tarp paviršinio aktyvumo medžiagų polinių grupių ir angliavandenilių radikalų sąveikos su tirpiklio molekulėmis. Susidariusiose apverstose micelėse viduje yra nehidratuotų arba hidratuotų polinių grupių, apsuptų angliavandenilių radikalų sluoksniu. Asociacijų skaičius (nuo 3 iki 40) yra žymiai mažesnis nei vandeniniuose paviršinio aktyvumo medžiagų tirpaluose. Paprastai jis didėja didėjant angliavandenilių radikalui iki tam tikros ribos.
Kritinė micelių koncentracija yra svarbiausia paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų charakteristika. Tai pirmiausia priklauso nuo angliavandenilio radikalo struktūros paviršinio aktyvumo medžiagos molekulėje ir polinės grupės pobūdžio, elektrolitų ir neelektrolitų buvimo tirpale, temperatūros ir kitų veiksnių.
KKM įtakojantys veiksniai:
1) Didėjant angliavandenilio radikalo ilgiui, didėja paviršinio aktyvumo medžiagos tirpumas ir didėja KKM. Angliavandenilio radikalo išsišakojimas, neprisotinimas ir ciklizacija sumažina polinkį formuotis micelėmis ir padidina KKM. Poliarinės grupės pobūdis vaidina svarbų vaidmenį formuojant micelius vandeninėje ir nevandeninėje terpėje.
2) Elektrolitų įvedimas į vandeninius nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpalus turi mažai įtakos KKM ir micelių dydžiui. Joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju šis poveikis yra reikšmingas.
3) Neelektrolitų (organinių tirpiklių) įvedimas į paviršinio aktyvumo medžiagų vandeninius tirpalus taip pat lemia KKM pasikeitimą.
4) Temperatūra
KKM nustatymo metodai paremti staigių paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų fizikinių ir cheminių savybių pokyčių, priklausančių nuo koncentracijos (pavyzdžiui, paviršiaus įtempimo σ, drumstumo τ, ekvivalentinio elektros laidumo λ, osmosinio slėgio π, lūžio rodiklio n), fiksavimu. Savybės ir sudėties kreivėje KKM srityje dažniausiai atsiranda kreivumas.
1
) Konduktometrinis metodas naudojamas joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų KKM nustatyti.
2) Kitas KKM nustatymo metodas yra pagrįstas paviršinio aktyvumo medžiagų vandeninių tirpalų paviršiaus įtempimo matavimu, kuris, didėjant koncentracijai iki KKM, smarkiai sumažėja, o vėliau išlieka pastovus.
3) Dažų ir angliavandenilių tirpinimas micelėse leidžia nustatyti joninių ir nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų KKM tiek vandeniniuose, tiek nevandeniniuose tirpaluose. Kai paviršinio aktyvumo medžiagos tirpalas pasiekia KKM atitinkančią koncentraciją, angliavandenilių ir dažiklių tirpumas smarkiai padidėja.
4) Šviesos sklaidos intensyvumo matavimas miceliacijos metu leidžia ne tik rasti KKM iš staigaus koncentracijos kreivės nuolydžio padidėjimo, bet ir nustatyti micelinę masę bei asociacijų skaičius.
Kritinė micelių koncentracija – tai paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracija tirpale, kurioje susidaro stabilios micelės. Esant mažoms koncentracijoms, aktyviosios paviršiaus medžiagos sudaro tikrus tirpalus. Didėjant aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai, pasiekiama CMC, ty paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracija, kuriai esant atsiranda micelės, kurios yra termodinaminėje pusiausvyroje su nesusijusiomis aktyviosios paviršiaus medžiagos molekulėmis. Tirpalą atskiedus, micelės suyra, o padidėjus paviršinio aktyvumo medžiagų koncentracijai vėl atsiranda. Virš CMC visos aktyviosios paviršiaus medžiagos yra micelių pavidalu. Esant labai dideliam paviršinio aktyvumo medžiagų kiekiui sistemoje, susidaro skystieji kristalai arba geliai.
Yra du dažniausiai ir dažniausiai naudojami CMC nustatymo metodai: paviršiaus įtempimo ir tirpinimo matavimai. Joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju KKM matuoti taip pat galima naudoti konduktometrinį metodą. Daugelis fizikinių ir cheminių savybių yra jautrios micelių susidarymui, todėl yra daug kitų galimybių nustatyti CMC.
KKM priklausomybė nuo: 1)angliavandenilio radikalo struktūra paviršinio aktyvumo medžiagos molekulėje: Angliavandenilio radikalo ilgis turi lemiamos įtakos miceliacijos procesui vandeniniuose tirpaluose. Sistemos Gibso energijos sumažėjimas dėl micelizacijos yra didesnis, kuo ilgesnė angliavandenilių grandinė. Gebėjimas formuoti miceles būdingas paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėms, kurių radikalo ilgis yra didesnis nei 8-10 anglies atomų. 2 ) poliarinės grupės pobūdis: vaidina svarbų vaidmenį miceliacijoje vandeninėje ir nevandeninėje terpėje. 3) elektrolitai: elektrolitų įvedimas į vandeninius nejoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpalus turi mažai įtakos CMC ir micelių dydžiui. Joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju šis poveikis yra reikšmingas. Didėjant elektrolitų koncentracijai, didėja joninių paviršinio aktyvumo medžiagų micelinė masė. Elektrolitų poveikis apibūdinamas lygtimi: ln KKM = a - bn - k ln c, Kur a – funkcinių grupių tirpimo energiją apibūdinanti konstanta, b – konstanta, apibūdinanti vienos CH 2 grupės tirpimo energiją, n – CH 2 grupių skaičius, k – konstanta, c – elektrolito koncentracija. Jei elektrolito nėra c = KMC. 4) Neelektrolitų įvedimas(organiniai tirpikliai) taip pat keičia CMC. Taip atsitinka dėl sumažėjusio monomerinių paviršinio aktyvumo medžiagų ir micelių disociacijos laipsnio. Jei tirpiklio molekulės nepatenka į micelę, jos padidina CMC. Paviršinio aktyvumo medžiagų savybėms reguliuoti naudojami jų mišiniai, tai yra mišiniai, turintys didesnį ar mažesnį micelių formavimo gebėjimą.4) temperatūra: Temperatūros padidėjimas padidina molekulių šiluminį judėjimą ir padeda sumažinti paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių agregaciją bei padidinti CMC. Nejoninių * aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju CMC mažėja didėjant temperatūrai joninių** aktyviųjų paviršiaus medžiagų CMC silpnai priklauso nuo temperatūros.
* Nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos ištirpusios neišsiskiria į niekus; hidrofiliškumo nešėjai juose dažniausiai yra įvairaus ilgio hidroksilo grupės ir poliglikolio grandinės
** Joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos tirpale disocijuoja į jonus, kurių vieni pasižymi adsorbciniu aktyvumu, kiti (kontrajonai) nėra adsorbcijos aktyvūs.
6. Putplastis. Putų savybės ir savybės. Struktūra. Atsparumas putoms (G/F)
Tai labai stambios, labai koncentruotos dujų dispersijos skystyje. Dėl dujų fazės pertekliaus ir abipusio burbuliukų suspaudimo jie turi daugiakampę, o ne sferinę formą. Jų sienelės sudarytos iš labai plonų skystos dispersinės terpės plėvelių. Dėl to putos turi korio pavidalo struktūrą. Dėl ypatingos putų struktūros jie turi tam tikrą mechaninį stiprumą.
Pagrindinės charakteristikos:
1) daugyba - išreiškiama putų tūrio ir pradinio putų koncentrato tirpalo tūrio santykiu ( žemai sulankstytas putplastis (K nuo 3 iki kelių dešimčių) - ląstelių forma artima sferinei, o plėvelių dydis mažas
Ir aukštai sulenkta(iki kelių tūkstančių) - pasižymi ląstelių plėvelės kanalo struktūra, kurioje dujomis užpildytos ląstelės yra atskirtos plonomis plėvelėmis)
2) tirpalo putojimas - putų kiekis, išreikštas jo tūriu (cm 3) arba kolonėlės aukščiu (m), kuris susidaro iš tam tikro pastovaus tūrio putojančio tirpalo, esant tam tikroms standartinėms putojimo sąlygoms per pastovų laikotarpį. laiko. ( Mažai atsparus putos egzistuoja tik nuolat maišant dujas su putojančiu tirpalu. pavyzdžiui, 1-osios rūšies putojančios medžiagos. mažesnių alkoholių ir org. kt. Sustabdžius dujų tiekimą, tokios putos greitai subyra. Itin stabilus putos gali egzistuoti daugelį metų. minučių ir net valandų. 2 tipo putojančios medžiagos, gaminančios labai stabilias putas, yra muilai ir sintetika. Paviršinio aktyvumo medžiaga) 3) putų stabilumas (stabilumas) – jos gebėjimas išlaikyti bendrą tūrį, dispersiją ir užkirsti kelią skysčio nutekėjimui (sinerezė). 4) putų dispersija, kurią galima apibūdinti vidutiniu burbuliukų dydžiu, jų dydžio pasiskirstymu arba „tirpalo-dujų“ sąsaja putų tūrio vienete.
Putos susidaro, kai dujos pasklinda skystyje, esant stabilizatoriui. Be stabilizatoriaus negalima gauti stabilių putų. Putų stiprumas ir eksploatavimo trukmė priklauso nuo sąsajoje adsorbuoto putojančio agento savybių ir kiekio.
Putų stabilumas priklauso nuo šių pagrindinių veiksnių: 1. Putojančios medžiagos pobūdis ir koncentracija. Putojantys agentai skirstomi į du tipus. 1. Pirmosios rūšies putojantys agentai. Tai junginiai (žemesni alkoholiai, rūgštys, anilinas, krezoliai). Putos iš pirmojo tipo putojančių medžiagų tirpalų greitai suyra, kai išteka tarpsluoksnis skystis. Putų stabilumas didėja didėjant putojančio agento koncentracijai, pasiekia maksimalią vertę, kol adsorbcinis sluoksnis prisisotina, o po to sumažėja beveik iki nulio. 2 . Antrojo tipo putojantys agentai(muilai, sintetinės aktyviosios paviršiaus medžiagos) vandenyje sudaro koloidines sistemas, kurių putos yra labai stabilios. Tarpsluoksnio skysčio srautas tokiose metastabiliose putose tam tikru momentu sustoja, o putplasčio rėmas gali būti išsaugotas ilgą laiką, nesant išorinių veiksnių (vibracijos, garavimo, dulkių ir kt.) destruktyvaus poveikio. 2. Temperatūros. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnis stabilumas, nes mažėja tarpburbulinių sluoksnių klampumas ir padidėja paviršinio aktyvumo medžiagų tirpumas vandenyje. Putplasčio struktūra: Dujų burbuliukai putose yra atskirti plonomis plėvelėmis, kurios kartu sudaro plėvelės rėmą, kuris yra putų pagrindas. Toks plėvelės rėmas susidaro, jei dujų tūris yra 80-90% viso tūrio. Burbulai tvirtai priglunda vienas prie kito ir yra atskirti tik plona putų tirpalo plėvele. Burbulai deformuojasi ir įgauna penkiaedrų formą. Paprastai burbuliukai yra putplasčio tūryje taip, kad tarp jų būtų sujungtos trys plėvelės, kaip parodyta Fig.
Kiekviename daugiakampio krašte susilieja trys plėvelės, kurių kampai lygūs 120°. Plėvelių sandūrose (daugiakampių briaunų) būdingi sustorėjimai, kurie skerspjūviu sudaro trikampį. Šie sustorėjimai vadinami Plateau-Gibbs kanalais, pagerbiant garsius mokslininkus – belgų mokslininką J. Plateau ir amerikiečių mokslininką J. Gibbsą, kurie labai prisidėjo prie putų tyrimo. Keturi Plateau-Gibbs kanalai susilieja viename taške, sudarydami vienodus kampus 109 apie 28 per visą putą
7. Dispersinių sistemų komponentų charakteristikos. DISPERSUOTA SISTEMA – nevienalytė sistema iš dviejų ar daugiau fazių, iš kurių viena (dispersinė terpė) yra ištisinė, o kita (dispersinė fazė) joje yra išsklaidyta (pasiskirstyta) atskirų dalelių (kietos, skystos ar dujinės) pavidalu. Kai dalelių dydis yra 10–5 cm ar mažesnis, sistema vadinama koloidine.
DISPERSION MEDIUM – išorinė, ištisinė išsklaidytos sistemos fazė. Dispersijos terpė gali būti kieta, skysta arba dujinė.
DISPERSINĖ FAZĖ – vidinė, susmulkinta dispersinės sistemos fazė.
DISPERSITY - sistemos išsklaidytos fazės suskaidymo laipsnis. Jam būdingas dalelių specifinio paviršiaus dydis (m 2 /g) arba jų linijiniai matmenys.
*Pagal dispersinės fazės dalelių dydį dispersinės sistemos paprastai skirstomos: į stambias ir smulkiai paskirstytas. Pastarosios vadinamos koloidinėmis sistemomis. Sklaida vertinama pagal vidutinį dalelių dydį, sp. paviršiaus arba dispersinė kompozicija. *Pagal dispersinės terpės ir dispersinės fazės agregacijos būseną išskiriami šie dalykai. pagrindinis dispersinių sistemų tipai:
1) Aerodispersinės (dujų dispersijos) sistemos su dujų dispersine terpe: aerozoliai (dūmai, dulkės, rūkas), milteliai, pluoštinės medžiagos, tokios kaip veltinis. 2) Sistemos su skysta dispersine terpe; dispersinė fazė m.b. kietos (stambios suspensijos ir pastos, labai dispersiniai zoliai ir geliai), skystos (stambios dispersijos emulsijos, labai dispersinės mikroemulsijos ir lateksai) arba dujinės (stambios dispersijos dujų emulsijos ir putos).
3) Sistemos su kieta dispersine terpe: stikliniai arba kristaliniai kūnai su mažų kietųjų dalelių intarpais, skysčio lašeliais ar dujų burbuliukais, pavyzdžiui, rubino stiklais, opalo tipo mineralais, įvairiomis mikroporingomis medžiagomis. *Liofilinės ir liofobinės dispersinės sistemos su skysta dispersine terpe skiriasi priklausomai nuo to, kiek artima ar skiriasi dispersinė fazė ir dispersinė terpė savo savybėmis.
Liofilinėje dispersinėse sistemose tarpmolekulinės sąveikos abiejose skiriamosios fazės paviršiaus pusėse šiek tiek skiriasi, todėl plakimas. Laisvas paviršiaus energija (skysčiui – paviršiaus įtempis) yra itin maža (dažniausiai šimtosios mJ/m2), tarpfazių riba (paviršiaus sluoksnis) gali būti neryškus, o storis dažnai panašus į dispersinės fazės dalelių dydį.
Liofilinės dispersinės sistemos yra termodinamiškai pusiausvyros, jos visada yra labai dispersinės, susidaro savaime ir, išlaikant sąlygas joms susidaryti, gali egzistuoti neribotą laiką. Tipiškos liofilinės dispersinės sistemos yra mikroemulsijos, tam tikri polimerų-polimerų mišiniai, micelinės paviršinio aktyvumo medžiagų sistemos, dispersinės sistemos su skystaisiais kristalais. išsklaidytos fazės. Liofilinės dispersinės sistemos taip pat dažnai apima montmorilonito grupės mineralus, kurie išsipučia ir spontaniškai išsisklaido vandeninėje aplinkoje, pavyzdžiui, bentonito molius.
Sergant liofobija dispersinių sistemų tarpmolekulinė sąveika. dispersinėje terpėje ir dispersinėje fazėje labai skiriasi; mušti Laisvas paviršiaus energija (paviršiaus įtemptis) yra didelė – nuo kelių. vienetų iki kelių šimtai (ir tūkstančiai) mJ/m2; fazių riba išreiškiama gana aiškiai. Liofobinės dispersinės sistemos yra termodinamiškai nesubalansuotos; didelis nemokamo perteklius paviršiaus energija lemia perėjimo procesų atsiradimą juose į energetiškai palankesnę būseną. Izoterminėje sąlygomis galimas koaguliacija – pradinę formą ir dydį išlaikančių dalelių suartėjimas ir susiejimas į tankius agregatus, taip pat pirminių dalelių padidėjimas dėl koalescencijos – lašelių ar dujų burbuliukų susiliejimas, kolektyvinė perkristalizacija (esant kristalinė dispersinė fazė) arba izoterminė. dispersinės fazės distiliavimas (mol. perkėlimas) iš smulkių dalelių į dideles (disperguotų sistemų su skysta dispersine terpe atveju pastarasis procesas vadinamas rekondensacija). Nestabilizuotos ir dėl to nestabilios liofobinės dispersinės sistemos nuolat keičia savo dispersinę sudėtį dalelių didėjimo link iki visiško atskyrimo į makrofazes. Tačiau stabilizuotos liofobinės dispersinės sistemos gali išlikti dispersinės ilgą laiką. laikas.
8. Disperguotų sistemų agregacinio stabilumo keitimas naudojant elektrolitus (Schulze-Hardy taisyklė).
Kaip išsklaidytų sistemų agregacinio stabilumo matą, galima atsižvelgti į jo krešėjimo greitį. Kuo lėtesnis krešėjimo procesas, tuo stabilesnė sistema. Koaguliacija yra dalelių sukibimo procesas, didesnių agregatų susidarymas, po kurio seka fazių atskyrimas - išsklaidytos sistemos sunaikinimas. Koaguliacija vyksta veikiant įvairiems veiksniams: koloidinės sistemos senėjimui, temperatūros pokyčiams (kaitimui ar užšalimui), slėgiui, mechaniniam įtempimui, elektrolitų poveikiui (svarbiausias veiksnys). Apibendrinta Schulze-Hardy taisyklė (arba reikšmingumo taisyklė) teigia: Iš dviejų elektrolitų jonų koaguliacinį poveikį turi tas, kurio ženklas priešingas koloidinės dalelės krūvio ženklui, ir šis poveikis stipresnis, tuo didesnis koaguliuojančiojo jono valentingumas.
Elektrolitai gali sukelti krešėjimą, tačiau jie turi pastebimą poveikį, kai pasiekia tam tikrą koncentraciją. Minimali elektrolito koncentracija, sukelianti krešėjimą, vadinama krešėjimo slenksčiu, ji paprastai žymima raide γ ir išreiškiama mmol/l. Krešėjimo slenkstis nustatomas pagal tirpalo drumstumo pradžią, jo spalvos pasikeitimą arba dispersinės fazės medžiagos išsiskyrimo į nuosėdas pradžią.
Kai į zolį įleidžiamas elektrolitas, pasikeičia elektrinio dvigubo sluoksnio storis ir elektrokinetinio ζ potencialo vertė. Koaguliacija vyksta ne izoelektriniame taške (ζ = 0), o pasiekus tam tikrą gana mažą zeta potencialo reikšmę (ζcr, kritinis potencialas).
Jei │ζ│>│ζcr│, tai zolis yra gana stabilus, esant │ζ│<│ζкр│ золь быстро коагулирует. Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами − koncentracija ir neutralizacija.
Koncentracijos krešėjimas yra susijęs su elektrolito, kuris chemiškai nesąveikauja su koloidinio tirpalo komponentais, koncentracijos padidėjimu. Tokie elektrolitai vadinami abejingais; jie neturi jonų, galinčių užbaigti micelės šerdį ir reaguoti su potencialą lemiančiais jonais. Didėjant indiferentinio elektrolito koncentracijai, difuzinis priešionų sluoksnis micelyje susitraukia, virsdamas adsorbciniu sluoksniu. Dėl to elektrokinetinis potencialas mažėja ir gali tapti lygus nuliui. Tokia koloidinės sistemos būsena vadinama izoelektrinis. Sumažėjus elektrokinetiniam potencialui, mažėja koloidinio tirpalo agregacinis stabilumas ir esant kritinei zeta potencialo vertei, prasideda koaguliacija. Termodinaminis potencialas šiuo atveju nekinta.
Neutralizacinės koaguliacijos metu pridėto elektrolito jonai neutralizuoja potencialą lemiančius jonus, termodinaminis potencialas mažėja ir atitinkamai mažėja zeta potencialas.
Kai į koloidines sistemas dalimis įvedami elektrolitai, kuriuose yra daug kartų įkrautų jonų, kurių krūvis yra priešingas dalelės krūviui, zolis iš pradžių išlieka stabilus, tada tam tikroje koncentracijos diapazone vyksta koaguliacija, tada zolis vėl tampa stabilus ir galiausiai. esant dideliam elektrolitų kiekiui, vėl įvyksta krešėjimas, galiausiai . Panašų reiškinį taip pat gali sukelti tūriniai organiniai dažiklių ir alkaloidų jonai.
Darbo tikslas : Kritinės micelizacijos koncentracijos nustatymas pagal paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų paviršiaus įtempimo priklausomybę nuo koncentracijos.
Trumpas teorinis įvadas
Veiksmingiausios aktyviosios paviršiaus medžiagos (paviršinio aktyvumo medžiagos) turi difilinę molekulinę struktūrą. Šis terminas reiškia, kad dalis molekulės turi didelį afinitetą vandeniui ir kitiems poliniams tirpikliams ir yra hidrofilinė, o kita tos pačios molekulės dalis turi didelį afinitetą nepoliniams tirpikliams ir yra lipofilinė. Vandens atžvilgiu lipofiliškumas prilygsta hidrofobiškumui. Hidrofobinė dalis yra angliavandenilio radikalas, kuriame turi būti nuo 8 iki 20 anglies atomų, kad molekulė turėtų tikrai didelį paviršiaus aktyvumą. Hidrofilinė dalis yra polinė grupė, kuri gali disocijuoti į jonus esant joninėms aktyviosioms paviršiaus medžiagoms arba negalinti disocijuoti nejoninių paviršinio aktyvumo medžiagų atveju. Dažnai terminas paviršinio aktyvumo medžiaga reiškia medžiagas, turinčias būtent tokią struktūrą, nors bendresnis paviršinio aktyvumo medžiagų apibrėžimas yra medžiagos, mažinančios tirpalo paviršiaus įtempimą, neatsižvelgiant į tai, kokią struktūrą jos turi ir kiek anglies atomų turi grandinėje.
Difilinė molekulių struktūra yra daugelio unikalių savybių priežastis. Paviršinio aktyvumo medžiagos lengvai adsorbuojamos ant bet kokių fazių sąsajų. Šiuo atveju hidrofilinės molekulių dalys yra orientuotos į labiau polinę fazę, o hidrofobinės grandinės yra nepolinėje fazėje. Adsorbcija paprastai yra grįžtama, todėl ją galima apibūdinti pagal cheminę pusiausvyrą. Paskyrus aktyviosios paviršiaus medžiagos molekulę kaip A ir tirpiklio molekulę kaip vandens W, adsorbcijos pusiausvyrą galima parašyti taip:
A + W (adsorb.) A (adsorb.) + W (5.1)
kur (adsorb.) reiškia molekulės buvimą adsorbcijos sluoksnyje.
Didžiojoje tirpalo dalyje, neatsižvelgiant į fazių sąsajų buvimą ar nebuvimą, aktyviosios paviršiaus medžiagos molekulės yra atskirų molekulių pavidalu (ty yra molekuliškai išsklaidytos), tačiau taip pat gali sujungti viena su kita, sudarydamos koloidines daleles, kurios yra pusiausvyroje su molekuliniu būdu išsklaidyta paviršinio aktyvumo medžiaga. Tokios dalelės paprastai vadinamos micelėmis. Esant mažam vandeninio tirpalo joniniam stiprumui, micelės yra sferinės formos ir susideda iš paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių, kurių hidrofilinės grupės yra micelės paviršiuje ir liečiasi su tirpikliu, o hidrofobinės grandinės yra orientuotos micelės viduje ir sudaro jo šerdį, hidrofiliniu paviršiumi izoliuotą nuo vandens (žr. 7.2 ir 7.3 pav.). Jei nėra kitų lipofilinių komponentų, micelių dydis nustatomas pagal angliavandenilio radikalo ilgį, o tam tikros aktyviosios paviršiaus medžiagos gali svyruoti santykinai mažose ribose. Daugumos paviršinio aktyvumo medžiagų vidutinis sferinių micelių spindulys svyruoja nuo 1 iki 10 nm. Paviršinio aktyvumo medžiagos molekulių, sudarančių micelę, skaičius paprastai vadinamas micelių agregacijos skaičiumi. Šį skaičių lemia poreikis suformuoti uždarą sferą, kurios paviršių sudaro tik hidrofilinės grupės. Daugeliu atvejų tai yra 50–100.
Varomoji micelių susidarymo jėga yra vadinamoji hidrofobinė sąveika, atsirandanti, kai paviršinio aktyvumo medžiagos ištirpsta poliniuose tirpikliuose. Visų pirma vandenyje tirpiklių molekulės sąveikauja viena su kita, naudodamos vandenilinius ryšius. Išsiplėtusių angliavandenilių radikalų atsiradimas vandenyje sutrikdo kooperatyvų vandenilio ryšį tarp tirpiklio molekulių, o tai energetiškai nepalanku, nes jo nekompensuoja angliavandenilių radikalų tirpimas. Taigi, energetine prasme hidrofobinė sąveika aiškinama ne tiek sąveika tarp angliavandenilių grandinių micelės šerdyje, kiek energetiniu pranašumu, atsirandančiu dėl polinių tirpiklių molekulių tarpusavio sąveikos už micelės ribų. Panašiai, kai paviršinio aktyvumo medžiaga yra ištirpinta nepoliniame tirpiklyje, galime kalbėti apie hidrofilines sąveikas, kurių esmė – energetinis kontaktų tarp paviršinio aktyvumo medžiagos hidrofilinių grupių ir nepolinio tirpiklio molekulių trūkumas. Dėl to susidaro vadinamosios atvirkštinės micelės, kurių šerdį sudaro hidrofilinės paviršiaus aktyviųjų medžiagų molekulių grupės ir kitos polinės molekulės (jei yra), o išorinį paviršių sudaro lipofilinės angliavandenilių grandinės.
Micelės susidarymas priklauso nuo paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracijos tirpale. Tam tikroje paviršiaus aktyviojoje medžiagoje tam tikroje temperatūroje yra tam tikra koncentracija, žemiau kurios visa aktyvi paviršiaus medžiaga yra molekuliškai išsklaidytos, ir kurią viršijus susidaro micelės, kurios yra pusiausvyroje su molekuliniu būdu išsklaidyta paviršinio aktyvumo medžiaga. Ši koncentracija vadinama kritine micelių koncentracija (CMC). Kadangi micelių dydis viršija 1 nm, paviršinio aktyvumo tirpalai, kurių koncentracija viršija CMC, yra koloidiniai. Paprastai jie klasifikuojami kaip liofiliniai koloidai, ty tie, kurie susidaro spontaniškai ir yra termodinamiškai pusiausvyros.
Yra dvi micelizacijos teorijos. Vienoje iš jų, vadinamoje pseudofazių teorija, micelės laikomos atskiros fazės dalelėmis, kurios, nepaisant labai didelės dispersijos, yra termodinamiškai stabilios dėl labai mažos sąsajos įtampos micelės/tirpalo sąsajoje. Micelės susidarymas laikomas naujos fazės susidarymu, o CMC – šios fazės tirpumu. Kai koncentracija mažesnė už CMC, tirpalai yra nesotieji; esant CMC koncentracijai, jie yra prisotinti, o esant didesnei nei CMC koncentracijai, jie yra nevienalytė sistema, susidedanti iš prisotinto tirpalo, kurio molekuliškai disperguotos aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracija lygi CMC, ir kitos fazės koloidinių dalelių, įskaitant visas aktyviosios paviršiaus medžiagos perteklius, palyginti su CMC.
Alternatyvioje teorijoje, kuri kartais vadinama kvazicheminiu, paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalai laikomi vienarūšiais, o miceliacija paaiškinama formos pusiausvyra.
nA An(5.2)
Kur An- micelė su agregavimo numeriu n.
Tokio tipo pusiausvyra chemijoje yra žinoma kaip asociacijos reakcijos. (Dėl šios priežasties koloidinės aktyviosios paviršiaus medžiagos dar vadinamos „asociaciniais koloidais“). Gerai žinomas pavyzdys yra acto rūgšties asociacija
2CH 3 COOH (CH 3 COOH) 2 (5.3)
kuri atsiranda dėl stiprių vandenilinių ryšių susidarymo tarp vienos molekulės C–OH hidroksilo grupės ir kitos molekulės C=O hidroksi grupės. Tačiau daugumos šių reakcijų agregacijos skaičius yra 2, priešingai nei miceliacija, kai n = 50-100.
Norint suprasti, kaip ši teorija paaiškina CMC egzistavimą, būtina atsižvelgti į matematinį pusiausvyros aspektą (5.2). Neatsižvelgiant į aktyvumo koeficientus, šią pusiausvyrą galima apibūdinti konstanta:
kur skliausteliuose nurodoma pusiausvyros koncentracija molinėje skalėje. Jei visa paviršinio aktyvumo medžiaga yra bet kurios molekulės formos A, arba micelės An, bendra analitinė paviršiaus aktyviosios medžiagos koncentracija tirpale, SU, yra lygi sumai
SU = [A] + n[An] (5.5)
Patogu atsižvelgti į micelių bendros aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijos dalį:
x = n[An]/SU(5.6)
Tada pusiausvyros koncentracijas galima užrašyti kaip
[An] = xC/n, Ir [ A] = (1–x) C
iš kur seka
(5.7)
Šios lygties negalima išspręsti analitiškai x dėl aukšto laipsnio n tačiau jį galima išspręsti lyginant su C:
(5.8)
ir paskaičiuoti SU už bet kokią vertę x. Ryžiai. 5.1 a) rodo skaičiavimo rezultatus n= 2 ir 100 kai kurioms savavališkoms pusiausvyros konstantoms. Ryžiai. 5.1 b) rodo tuos pačius rezultatus mažų koncentracijų srityje. Galima pastebėti, kad kai n= 2, A molekulių dalis A 2 dimerų sudėtyje didėja palaipsniui didėjant bendrai koncentracijai, be matomų kreivės požymių. Esant n = 100, agreguotų A 100 dalelių praktiškai nėra, kai koncentracija mažesnė nei ~ 0,09 mmol/L (9 × 10 –5 mol/L), bet atsiranda ir jų kiekis greitai didėja siaurame koncentracijos diapazone, greta 0,09 mmol/l. . Atitinkamai, pasidalykite 1– x molekulinė dispersinė medžiaga A yra beveik 1 esant mažoms koncentracijoms, bet mažėja esant SU> ~ 0,09 mmol/l, kad absoliuti jo koncentracija išliktų beveik pastovi (5.1 pav. c). Ši kritinė koncentracija, 0,09 mmol/l, šiuo atveju reiškia CMC „tašką“.
CMC taško padėtis priklauso nuo agregacijos laipsnio n ir nuo pusiausvyros konstantos KAM, o pats CMC egzistavimo faktas, tai yra siauras koncentracijos diapazonas, kuriame sparčiai didėja dalis x agreguota medžiaga, yra tik didelės n reikšmės pasekmė. Prie mažų n, Pavyzdžiui n= 2 (5.1 pav. a ir b), kritinės koncentracijos nėra. Iš kreivių palyginimo n= 2 ir 100 pav. 5.1 taip pat aišku, kad norint turėti tiksliai apibrėžtą CMC reikšmę, micelės turi būti daugiau ar mažiau monodispersinės, nes platus agregacijos skaičių pasiskirstymas lems sklandų padidėjimą x plačiame koncentracijų diapazone.
Pažymėtina, kad micelių susidarymo pusiausvyra (5.2) dažniausiai apibūdinama būtent CMC reikšme, o ne pusiausvyros konstanta (5.4). Tam yra dvi priežastys. Pirma, CMC galima be didelių sunkumų ir gana tiksliai nustatyti eksperimentiniu būdu, o pusiausvyros konstanta KAM ir suvestiniai skaičiai n Galimi tik apytiksliai įvertinimai. Antra, naudojant konstantą KAM nepatogu dėl matematinių sunkumų apskaičiuojant pusiausvyros koncentracijas, susijusias su didelėmis n galiomis lygtyse (5.4, 5.7 ir 5.8).
Įvairių amfifilinių paviršinio aktyvumo medžiagų CMC vertės yra maždaug nuo 10 iki 0,1 mmol/L (nuo 10–2 iki 10–4 mol/L). Tiksli vertė priklauso nuo paviršinio aktyvumo medžiagos pobūdžio ir išorinių sąlygų. Visų pirma, tam tikro tipo hidrofilinėms grupėms CMC keičiasi taip:
Mažėja didėjant angliavandenilio radikalo ilgiui;
Sumažėja mažėjant priešjono spinduliui katijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju (pavyzdžiui, cetiltrimetilamonio bromido CMC yra daug mažesnis nei cetiltrimetilamonio fluorido CMC);
Anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju jis silpnai priklauso nuo priešionio spindulio, bet pastebimai mažėja didėjant jo krūviui (pavyzdžiui, kalcio dodecilsulfatas turi mažesnį CMC nei ta pati natrio druska);
Sumažėja didėjant tirpalo joniniam stiprumui joninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų atveju (pavyzdžiui, į paviršinio aktyvumo medžiagos tirpalą įdedant NaCl ar panašios druskos).
CMC mažėja mažėjant temperatūrai, tačiau kiekvienai paviršinio aktyvumo medžiagai micelių susidarymas ribojamas iki tam tikro temperatūros intervalo, žemiau kurio (jei yra joninės aktyviosios paviršiaus medžiagos) arba virš kurio (jeigu paviršinio aktyvumo medžiagos) tirpalas išsiskiria į dvi makroskopines fazės. Vienas iš jų – molekulinis dispersinis tirpalas, kuriame nėra micelių, o kitas – kieta arba skysta paviršinio aktyvumo medžiagos fazė.
Prietaisai ir matavimo metodai
Eksperimentiniai CMC nustatymo metodai yra pagrįsti tirpalo savybių priklausomybės nuo koncentracijos šalia CMC keitimu. Pavyzdžiui, jei kuri nors savybė J apibūdinama priklausomybe ¦( SU) srityje SU < ККМ, то в области SU> KKM tai turėtų būti apibūdinta kita priklausomybe, tarkime J = j( SU). Koncentracija, kuriai esant akivaizdžiausias perėjimas nuo ¦( SU) į j( SU), laikomas PFC. Kai kurie tokių priklausomybių pavyzdžiai yra surinkti Fig. 5.2.
Tiesioginis CMC nustatymo metodas yra tirpalo drumstumo kaip koncentracijos funkcijos matavimas (turbidimetriniai arba nefelometriniai matavimai). Mažos koncentracijos srityje ( SU < ККМ) раствор является истинным, поэтому его мутность низкая и едва увеличивается с ростом концентрации. В области SU> CCM tirpalas yra koloidinis, todėl jo drumstumas sparčiai didėja didėjant koncentracijai šioje srityje. Jei nubraižysite drumstumo priklausomybę nuo koncentracijos SU intervale SU apimantį CMC, tada šalia CMC bus stebimas šios priklausomybės eigos pokytis.
Osmosinis slėgis taip pat gali būti naudojamas CMC rasti. Jei pasirinksite pusiau pralaidžią membraną, pro kurią prasiskverbia paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės, o micelės – ne, tuomet slėgis abiejose membranos pusėse bus vienodas, nes molekuliniu būdu išsisklaidžiusi aktyvioji paviršiaus medžiaga bus pusiausvyroje (5.2) su micelėmis abiejose kamerose. osmometro. Jei pasirinksite tinkamą membraną, ty tokią, kuri nepraleidžia nei micelių, nei molekuliškai išsklaidytų aktyviųjų paviršiaus medžiagų, tada osmosinis slėgis kameroje su paviršinio aktyvumo tirpalu padidės didėjant koncentracijai. : greitai iki CMC, bet lėtai esant didesnėms koncentracijoms (žr. 5.2 pav.). Tai paaiškinama tuo, kad micelės turi daug didesnę molekulinę masę nei molekuliškai išsklaidytos aktyviosios paviršiaus medžiagos, todėl jos mažai veikia osmosinį slėgį. Šio metodo naudojimą riboja poreikis dirbti su labai tankiomis membranomis, galinčiomis išlaikyti santykinai mažas paviršiaus aktyviųjų medžiagų molekules.
Dažnesnis metodas joninių paviršinio aktyvumo medžiagų atveju yra konduktometriniai matavimai (elektrinio laidumo matavimai). Joninė molekuliškai dispersinė paviršiaus aktyvioji medžiaga paprastai yra stiprus elektrolitas. Todėl su augimu SU srityje SU< ККМ удельная проводимость растёт, а эквивалентная проводимость уменьшается, последняя в соответствии с законом квадратного корня l = l¥– АОС. Teritorijoje SU> CMC, didėjant koncentracijai savitasis laidumas didėja daug lėčiau, o ekvivalentinis laidumas mažėja daug greičiau nei regione SU < ККМ. Для этого есть две причины. Во-первых, подвижность мицелл значительно меньше подвижности молекулярно дисперсных ионов. Во-вторых, ПАВ в составе мицелл является слабым электролитом, потому что значительная часть противоионов связана электростатическими силами в слое Штерна мицелл и при наложении внешнего электрического поля эти противоионы не могут перемещаться самостоятельно (см. рис. 7.2 в работе 7). Упрощенно можно сказать, что весь электрический ток переносится молекулярно-дисперсным ПАВ, тогда как мицеллярный ПАВ почти не участвует в переносе электричества. В результате, при SU> CMC laidumas tirpalo tūrio vienetui (savitasis laidumas) beveik nepriklauso nuo aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijos, nes šioje srityje koncentracija [ A] yra pastovus (5.1 pav. c), o laidumas vienam moliui ištirpusios paviršinio aktyvumo medžiagos (ekvivalentinis laidumas) mažėja, nes dalis 1– x molekulinės dispersinės paviršiaus aktyviosios medžiagos mažėja.
Kitas metodas yra potenciometrinis priešjonų aktyvumo matavimas naudojant selektyvius joninius elektrodus. Pavyzdžiui, Na + priešionų aktyvumą galima nesunkiai išmatuoti naudojant Na + selektyvų stiklinį elektrodą kartu su įprastu pH matuokliu. Priešionių aktyvumas visada didėja didėjant aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai, bet regione SU> Kreivės CMC nuolydis yra mažesnis dėl to, kad dalis priešionių lieka micelių Stern sluoksnyje. Šis metodas pastaraisiais metais išplito (kartu su jonų selektyvių elektrodų plitimu) dėl to, kad jis yra mažiau jautrus pašalinių priemaišų buvimui nei turbidimetriniai ar konduktometriniai metodai.
Šiame darbe CMC nustatoma pagal duomenis apie tirpalo paviršiaus įtempimo priklausomybę nuo jo koncentracijos. Paviršiaus įtempis yra susijęs su adsorbcija G pagal gerai žinomą Gibbso lygtį. Pagal paprastą žymėjimą (3.6a) jis galioja tirpalams, kuriuose yra tik vienas ištirpęs komponentas, o difilinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpaluose paprastai yra du ištirpę komponentai – molekuliškai dispersinė aktyvioji paviršiaus medžiaga ir micelės. Dėl šios priežasties paviršiaus įtempimui s reikia naudoti bendresnę lygtį 3.5a, kurią šio darbo žymėjime galima parašyti taip:
Koncentracijų srityje SU < ККМ, концентрация мицелл равна нулю и [A] = SU. Atsižvelgdami į tai, iš (5.9) gauname tokią s priklausomybę nuo koncentracijos
, (5.10)
Kur s 0 yra gryno tirpiklio paviršiaus įtempis. Gibbso ir Langmuiro lygtys šiame koncentracijos diapazone turi formą
Kur b– pusiausvyros konstantos (5.1) ir tirpiklio (vandens) koncentracijos santykis.
Koncentracijų srityje SU³ CMC, molekuliškai dispersinės aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracija yra maždaug pastovi ir lygi CMC, o micelių koncentracija yra = SU– KKM. Todėl terminas d ln[A] lygtyje (5.9) yra apytiksliai nulis. Tada iš (5.9) lygties seka:
(5.10a)
Taigi, priklausomybė s apie koncentraciją apibūdinamos skirtingomis lygtimis koncentracijos srityse SU < ККМ и SU³ KKM. Šios lygtys (5.10 ir 5.10a) skiriasi adsorbcijos reikšmėmis G A Ir . Molekuliškai disperguota amfifilinė paviršinio aktyvumo medžiaga turi asimetrinę cheminę struktūrą – viename molekulės gale yra hidrofilinė atomų grupė, o kitame – išplėstinis angliavandenilio radikalas. Dėl šios priežasties jo adsorbcija G A puikus ir teigiamas. Todėl rajone SU < ККМ следует ожидать сильное уменьшениеs didėjant koncentracijai. Micelės turi simetrišką cheminę struktūrą. Juose esančios angliavandenilių grandinės yra nukreiptos į branduolių vidų, o sferinis paviršius yra hidrofilinis. Dėl šios priežasties galima tikėtis nedidelės neigiamos arba beveik nulinės adsorbcijos. Todėl pagal (5.10a) lygtį galime tikėtis maždaug pastovaus arba nežymaus s padidėjimo, kai koncentracija didėja virš CMC taško.
Tiesą sakant, daugumos amfifilinių paviršinio aktyvumo medžiagų s regione labai sumažėja SU < ККМ и продолжает уменьшаться в областиSU> CMC, bet daug mažesniu mastu nei naudojant C< ККМ (см. рис. 5.2). Вероятно, это объясняется тем, что концентрация молекулярно-дисперсного ПАВ не совсем постоянна в области SU> KKM. Tačiau CMC galima lengvai rasti iš priklausomybės grafiko s iš SU kaip koncentracija, kuriai esant stebimas perėjimas nuo vienos priklausomybės s iš SU kitam.
Paviršiaus įtempimui matuoti šiame darbe naudojamas stalagmometrinis metodas. Stalagmometras yra vertikalus kapiliarinis vamzdelis, naudojamas lėtam, kontroliuojamam skysčio srautui atskirų lašų pavidalu. Pagal Tate'o lygtį (1863), lašo svoris ( mg), nulipęs nuo vamzdžio galo, yra proporcingas išorinio vamzdelio perimetro ilgiui 2p R ir paviršiaus įtempimą s:
mg= 2 p Rs(5.11)
Kur R– išorinis vamzdžio spindulys. Ši lygtis pagrįsta prielaida, kad pasiekus kritinį svorį, kurio pakanka paviršiaus įtempimo jėgoms įveikti, visas išsikišęs lašas visiškai nukrenta, o vamzdžio galas lieka „sausas“. Tiesą sakant, kaip parodyta fig. 5.3, kai pasiekiamas kritinis svoris, lašas ištraukiamas ir susidaro cilindrinis kaklelis, išilgai kurio jis plyšta. Dėl to tik dalis išsikišusio lašelio nukrenta, o dalis lieka kaboti ant vamzdelio galo. Norint atsižvelgti į likusią kritimo dalį, būtina įvesti pataisos koeficientą Y
mg= 2 p Rs × Y, (5.11a)
kuris priklauso nuo spindulio R o lašo tūrio kubinė šaknis v:
Y= ¦ (5,12)
Ši funkcija yra empirinė ir pateikiama lentelės arba grafiko pavidalu (5.4 pav.).
Taikant stalagmometrinį metodą, lašų svoris nustatomas netiesiogiai, apskaičiuojant lašų skaičių n, per kurį iš kapiliaro išteka tam tikras tiriamojo skysčio tūris. Tam kapiliariniame vamzdelyje yra prailginimas, kuris tarnauja kaip skysčio rezervuaras (5.3 pav. nepavaizduotas). Skystis pakeliamas į vamzdelį iki viršutinės žymės, esančios virš išsiplėtimo, ir leidžiama nutekėti, kol meniskas nukrenta iki apatinės žymės, esančios žemiau išsiplėtimo. Tuo pačiu metu suskaičiuokite lašų skaičių n. Jei visas nutekėjusio skysčio tūris yra V, tada vidutinis tūris v ir vidutinis svoris mg lašus galima apskaičiuoti naudojant formules
v = V/n(5.13)
mg = v×r×g(5.14)
Kur r- skysčio tankis. Sujungę (5.14) ir (5.11a) galime rasti darbinę paviršiaus įtempimo išraišką
Apimtis V, reikalingas skaičiavimams naudojant (5.13) lygtį, randamas atskiruose kalibravimo matavimuose ir yra pastovus tam tikram stalagmometrui. Tačiau stalagmometro galo spindulys turi būti periodiškai nustatomas. Tai galima padaryti eksperimentuojant su skysčiu, kurio paviršiaus įtempis ir tankis yra gerai žinomi. Spindulys R apskaičiuojamas pagal lygtį:
kuriame indeksas nulis rodo šio parametro santykį su kalibravimo skysčiu (šiame darbe su vandeniu). Kadangi koeficientas Yšioje lygtyje yra norimo spindulio funkcija R, skaičiavimai turi būti atliekami nuosekliais apytiksliais skaičiavimais pagal lentelėje aprašytą ciklinį algoritmą. 5.1. Ciklas baigiasi, kai skiriasi dviejų nuoseklių aproksimacijų skirtumas R tampa lygi arba mažesnė už kokią nors priimtiną paklaidą. Paskutinis apytikslis skaičiavimas (pvz R„““) laikomas norimu spinduliu R ir toliau naudojami tiriamų paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų paviršiaus įtempimui apskaičiuoti.
Kad būtų taikoma (5.11a) lygtis, būtina, kad nuo kapiliarinio vamzdelio galo atsiskyręs skysčio lašas atskyrimo momentu būtų pusiausvyroje su jo garais aplinkoje. Šiuo tikslu svarbios dvi eksperimentinės sąrankos ypatybės. Pirma, stalagmometro galas turi būti sočiųjų arba beveik sočiųjų bandomojo skysčio garų atmosferoje. Tai pasiekiama nuleidus jį kuo žemiau virš atitinkamo skysčio paviršiaus imtuve. Tiksliausiais matavimais skysčio imtuvas yra izoliuotas nuo supančios atmosferos dangteliu su siaura anga stalagmometrui, kaip parodyta Fig. 5.3, ir termostatuojamas tam tikroje temperatūroje, kol bus nustatytas sočiųjų garų slėgis virš skysčio paviršiaus. Tačiau to neužtenka lašelių/garų pusiausvyrai užtikrinti, nes skysčio paviršius imtuve yra plokščias, o iš vamzdelio tekantis lašelis – lenkto paviršiaus. Kaip žinoma iš Kelvino lygties, garų slėgis R virš lenkto skysčio paviršiaus šiek tiek skiriasi nuo garų slėgio virš plokščio paviršiaus R¥: R =
Kur v m- molinis skysčio tūris, r– paviršiaus kreivumo spindulys, lygus rutulio spinduliui sferinio kritimo atveju. Todėl garų slėgis, kuris yra pusiausvyras lašelio atžvilgiu, šiek tiek skiriasi nuo slėgio, kuris yra pusiausvyros lygaus skysčio paviršiaus imtuve atžvilgiu. Kad būtų galima tiksliau nustatyti lašelių/garų pusiausvyrą, lašelių susidarymo greitis vamzdelio gale turi būti kuo mažesnis. Norint tai pasiekti, vidinis kapiliaro skersmuo turi būti labai mažas. Atliekant tiksliausius matavimus, kiekvieno lašo susidarymo greitis papildomai reguliuojamas ant viršutinio stalagmometro galo uždedant guminį ar kitokį tamprų vamzdelį su įtaisu, reguliuojančiu oro patekimą (metalinis spaustukas, stiklinis čiaupas ir kt.). Naudojant šį prietaisą lašui leidžiama susidaryti apie 80% tūrio, tada oras užblokuojamas ir priverčiamas kelias minutes kaboti stalagmometro gale, po to atidaromas oras ir lašui leidžiama susidaryti. visiškai ir ištekėti.
Darbo seka
1. Iš pradinio vandeninio 1,00 g/l koncentracijos natrio oleato C 17 H 33 COONa tirpalo ir distiliuoto vandens paruoškite mažiausiai šešis praskiedimus iki mažiausios koncentracijos ~ 0,1 mmol/l. Pavyzdžiui, galima naudoti šią schemą:
Pirmiausia turite įsitikinti, kad tirpalų temperatūra yra vienoda 1 °C tikslumu. Tirpalų temperatūra T, taip pat stalagmometro tūris V, įrašytas į laboratorijos sąsiuvinį. (Jei dėstytojas ar laborantas nenurodo kitaip, tūris V turėtų būti laikomas 1,103 cm 3)
2. Apie 10 ml kito tirpalo supilama į indą (stiklinę ar kolbą), kuris tarnauja kaip iš stalagmometro tekančio skysčio imtuvas ir stalagmometras nuleidžiamas į jį taip, kad jo apatinis galas būtų tik šiek tiek aukščiau skysčio lygio. ir daug žemiau indo kraštų. Palikite įrenginį tokioje formoje 5-10 minučių, kad virš tirpalo paviršiaus susidarytų apytikslė skysčio/garų pusiausvyra.
3. Pakėlus imtuvą taip, kad stalagmometro galas būtų panardintas į tiriamąjį tirpalą, užpildykite stalagmometrą tirpalu virš viršutinės žymos, naudodami lemputę arba vakuuminį siurblį. Atjunkite lemputę (arba siurblį) ir nuleiskite imtuvą. Kai skystas meniskas pasiekia viršutinę žymę, lašų skaičius pradedamas skaičiuoti ir sustabdomas, kai skystas meniskas pasiekia apatinę žymę. Lašų skaičius n užsirašyti.
Skysčio srautas turi būti ne didesnis kaip 1 lašas per minutę. Jei greitis pasirodo didesnis, jis reguliuojamas periodiškai uždarant ir rankiniu būdu atidarant oro prieigą prie viršutinio kapiliarinio vamzdelio galo.
4. Matavimai pradedami distiliuotu vandeniu ir tęsiami aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijos didėjimo tvarka, kartojant juos pagal pastraipas. 2 ir 3 bent tris kartus kiekvienam tirpalui.
Rezultatų apdorojimas ir pristatymas
1. Lašo skaičiaus matavimo rezultatai n kiekvienam tirpalui įvedami į lentelę (žr. 5.2 lentelę) ir apskaičiuojamas vidutinis lašų skaičius.
2. Apskaičiuokite vidutinį tūrį v 0 lašų vandens ( Su= 0) pagal 5.13 lygtį, naudojant vidutinį lašų skaičių . Toliau apskaičiuokite spindulį R stalagmometras pagal lentelėje pateiktą algoritmą. 5.1. Vertybės s 0 ir r 0 reikalingas koeficientui apskaičiuoti IN, turėtų būti rasta interpoliuojant lentelės duomenis. P4.2 4 priedėlyje faktinei matavimo temperatūrai. Tarpiniai nuoseklių aproksimacijų skaičiavimai Y Ir R patogu laikyti atskiroje lentelėje (5.3 lentelė). Vertybės Y rasta tam tikrai figūrai. 5.4. Skaičiavimai tęsiami iki nuoseklių aproksimacijų R ii R i-1 neatitikimo dydžiu nesiskirs e= mažiau nei 0,5 %. Pasiekus šį tikslumą, skaičiavimai sustabdomi ir paskutinė R apytikslė vertė laikoma galutine verte.
3. Apskaičiuokite kiekvieno paviršinio aktyvumo medžiagos tirpalo vidutinį lašo tūrį pagal 5.13 lygtį ir atitinkamus santykius. Šios vertės turi būti įrašytos į atskirą lentelę (žr. 5.4 lentelę). Raskite iš pav. 5,4 koeficientas Y apskaičiuotoms vertėms. Naudojant gautas reikšmes v Ir Y apskaičiuokite paviršiaus įtempimą s pagal 5.15 lygtį. Kalbant apie tankį r paviršinio aktyvumo medžiagos, įtrauktos į 5.15 lygtį, tirpalus, reikia atsižvelgti į tai, kad esant mažesnėms nei 0,1 g/l koncentracijoms, ji praktiškai prilygsta vandens tankiui tam tikroje temperatūroje (4 priedas, A4.3 lentelė).
4. Sukurkite priklausomybės grafiką s apie koncentraciją. Reikėtų naudoti molinę koncentraciją, nes būtent šioje skalėje įprasta lyginti skirtingų paviršinio aktyvumo medžiagų CMC vertes. Paprastai grafikas turi lūžio tašką arba posūkio tašką ties CMC (5.5 pav.), kuris yra aiškiau matomas, kai koncentracijos logaritmas brėžiamas kaip kintamasis ant abscisių ašies. Tačiau jei gautos kreivės lūžis nėra pakankamai aiškus, turėtumėte naudoti grafinį metodą, parodytą Fig. 5.5: kreivė raskite dvi apytiksliai tiesines atkarpas ir sukonstruokite joms liestines, kurių sankirtos abscisė reiškia norimą CMC reikšmę (CMC logaritmas, jei naudojama logaritminė skalė).
5. Kaip darbo išvadą, nurodykite CMC reikšmę molinės ir masės (g/l) koncentracijos skalėse.
Kontroliniai klausimai
1. Kas vadinama molekulių difiliškumu? Kaip klasifikuojamos amfifilinės aktyviosios paviršiaus medžiagos?
2. Kokiomis ypatingomis savybėmis pasižymi difilinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų tirpalai, palyginti su kitų medžiagų tirpalais?
3. Kokia yra kritinė micelių koncentracija?
4. Kas yra micelizacijos varomoji jėga?
5. Kokie teoriniai CMC paaiškinimai?
6. Kokia daugumos koloidinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų CMC vertė? Kokie veiksniai tam turi įtakos?
7. Kokie eksperimentiniai metodai naudojami CMC nustatyti?
8. Kaip nuo koncentracijos priklauso amfifilinių paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų elektrinis laidumas? Ar šis santykis skiriasi nuo žinomų įprastų elektrolitų?
9. Kaip nuo koncentracijos priklauso amfifilinių paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalų paviršiaus įtempis? Kuo ši priklausomybė skiriasi nuo įprastų aktyviųjų paviršiaus medžiagų, pavyzdžiui, vandeninių butilo alkoholio tirpalų, priklausomybės?
10. Kas vadinama stalagmometru? Apibūdinkite paviršiaus įtempimo stalagmometrinio nustatymo principą.
11. Nuo ko priklauso nuo stalagmometro galo nukritusio lašo svoris?
12. Kas lemia s nustatymo stalagmometriniu metodu tikslumą? Kas svarbu naudojant šį metodą norint gauti teisingus rezultatus?
13. Kodėl paviršiaus įtempimas nekinta didėjant aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai virš CMC?
14. Kokį vaidmenį stalagmometrinio matavimo s metodu atlieka kapiliaro vidinis skersmuo? Ar tai turi įtakos nuo stalagmometro vamzdelio galo nukritusio lašelio svoriui?
15. Kokia yra Langmuiro lygties forma, skirta paviršinio aktyvumo medžiagų adsorbcijai mažesnėse nei CMC ir didesnėse už CMC koncentracijos srityse?
Literatūra
Zimonas A.D., Balakirevas A.A., Dekhtyarenko N.G., Babakas V.G., Aksenovas V.N. Koloidinė chemija. Laboratorinė dirbtuvė. 1 dalis. M: VZIPP 1986, Lab. darbas 5.
Berthod A. Struktūros physico-chimiques des milieux dispersijos, micelės, emulsijos ir mikroemulsijos. Žurnalas de chimie physique 1983, t. 80, p. 407-424 (apie KKM).
Adamsonas A. Paviršių fizinė chemija. (išvertus iš anglų kalbos) M: Mir 1979, 1 skyrius (apie s apibrėžimą), 11 skyrius (apie KKM).
Dickinson E., Stainsby G. Koloidai maiste. L: Applied Science 1982, 4 skyrius (apie PFC).
Melvin-Hughes E.A. Fizikinė chemija. 2 tomas (išversta iš anglų kalbos) M: Izdatinlit 1962, Chapter 19 (apie s apibrėžimą).
Micelės, membranos, mikroemulsijos ir monosluoksniai. (Red. W.M. Gelbart, A. Ben-Shaul, D. Roux) N.Y.: Springer-Verlag, 1994, 1 skyrius (5.2 pav.)
Harkinsas W.D., Brownas F.E. Paviršiaus įtempimo (laisvosios paviršiaus energijos) ir krintančio kritimo svorio nustatymas. Amerikos chemijos draugijos leidinys 1919, t. 41, 499-524 (5.4 pav. eksperimentiniai taškai)
Bovkun O.P., Markina Z.N., Grakova T.S. Muilų vandeninių tirpalų, pridedant dioksano, metilo alkoholio ir etilenglikolio, micelizacijos kritinės koncentracijos nustatymas. Koloidinis žurnalas 1970, 32 tomas, 327-332 (5.5 pav. eksperimentiniai taškai)
Ryžiai. 5.1 (a, b) Tirpiosios medžiagos pasiskirstymas tarp susijusių molekulių (x, vieneto dalimis) ir nesusijusių molekulių (1–x) kai kurioms savavališkoms pusiausvyros konstantų vertėms. (mM – mmol/l) (c) – asocijuotų ir nesusijusių aktyviųjų paviršiaus medžiagų molekulių absoliučios koncentracijos priklausomybė nuo suminės koncentracijos C esant n = 100.
Ryžiai. 5.2 Kai kurių J savybių priklausomybė nuo tipinės paviršinio aktyvumo medžiagos (natrio dodecilsulfato) koncentracijos šalia CMC
Ryžiai. 5.3 Scheminis lašo, tekančio iš kapiliarinio vamzdelio galo, vaizdas. Antgalis yra stiklinėje talpykloje virš skysčio paviršiaus, kuris pilamas šiek tiek prieš pradedant lašėti iš vamzdelio.
Ryžiai. 5.4 Pataisos koeficientas Y kaip santykio funkcija . Jei > 0,3, reikia naudoti (a) paveikslą< 0.3 – рис. (б)
Ryžiai. 5.5 (mėginys) Paviršiaus įtempimo pokytis koncentracijos diapazone, apimančiame CMC. Rodomi grafinių konstrukcijų elementai, kurie gali būti naudingi norint patikimiau nustatyti šį tašką.
· Stalagmometro galo išorinis perimetras turi būti labai lygus. Todėl jis periodiškai šlifuojamas.
Įkeliama...
