Коллоидные ПАВ

Июль 31, 2022

Главная
Химия
Коллоидные ПАВ

Содержание

3. Коллоидные ПАВ могут находится в трех различных состояниях: на поверхности раздела фаз в виде адсорбционного слоя,
4. Мицеллообразование в растворах ПАВ Термин мицеллы был введен в 1877 г. Нагелем для агрегатов органических молекул
6. Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ, HLB) - характеристика коллоидно-химических свойств ПАВ Шкала ГЛБ Гриффина (Griffin W.C.// J.Soc.Cosmetic Chem.
7. Прямые мицеллы - это агрегаты ПАВ в непрерывной водной фазе, в которых гидрофильные фрагменты молекул ПАВ
8. Мицеллы Гартли – Ребиндера – сферические мицеллы Мицеллы Мак Бена – пластинчатые мицеллы Жидкие кристаллы –
9. Мицеллы
10. - мутность, λ - экв. электропроводность, - поверхностное нат., n - показатель преломления, π - осмотическое
12. m[ПАВ] ↔ [ПАВ]m Kmic = nmic/ (NA·Cm) При С При С = ККМ nmic = Kmic
14. Факторы, влияющие на ККМ Природа ПАВ 2. Электролиты 3. Низкомолекулярные амфифилы 4. Полимеры 5. Температура Факторы
15. Коллоидные характеристики некоторых ПАВ (25оС) 1. Природа ПАВ
16. Структуры, возникающие в растворах ПАВ. 1 – мономеры, 2 – мицелла, 3 – цилиндрическая мицелла, 4
17. ККМ = еА – Вn где А и В – постоянные, изменяющиеся с переходом к другому
18. Неионные ПАВ Уменьшение ККМ в растворах алкилсульфатов натрия при увеличении длины углеводородной цепи (n) и концентрации
19. 2. Влияние электролитов Неионные ПАВ Уменьшение ККМ в растворах алкилсульфатов натрия при увеличении длины углеводородной цепи
20. Изотермы поверхностного натяжения растворов додецилсульфата натрия с разными добавками поливинилпирролидона в г/л: 1 – 0; 2
21. Факторы, влияющие на точку Крафта 5. Температура Кривая растворимости ККМ Точка Крафта растет при увеличении n.
22. Внутренняя полость гидратированных обращенных мицелл характеризуется высокой концентрацией электрических зарядов. Вследствие этого локальное значение рН водной
23. В неионных ПАВ кислотность внутренней полости мицелл практически не отличается от кислотности исходного водного раствора. Следует
24. Скорость химических реакций с участием воды, как правило, резко возрастает при переходе от водного раствора к
25. ROO∙ КПАВ противоион изопропиловый спирт ГПК
26. Скорости образования радикалов в системе: 20мМ гидропероксида + 1.5 мМ ПАВ в хлорбензоле и водном растворе,
28. Солюбилизация начинается при достижении ККМ и при увеличении концентрации идет более интенсивно. Вещество солюбилизированное раствором ПАВ,
29. Солюбилизация сферическими мицеллами различных веществ 1–неполярных; 2 – с одной полярной группой, 3 – содержащих несколько
32. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Коллоидные ПАВ могут находится в трех различных состояниях: на поверхности раздела

фаз в виде адсорбционного слоя, в качестве истинного и коллоидного растворов

Состояние коллоидных ПАВ в растворе: 1 – адсорбционный слой на границе раздела фаз; 2 – истинный раствор; 3 – коллоидный раствор (пластинчатая мицелла )

Слайд 4

Мицеллообразование в растворах ПАВ
Термин мицеллы был введен в 1877 г. Нагелем

для агрегатов органических молекул ограниченного размера, но не точной стехиометрии [C.W.von Nageli, Das Mikroskop Theorie und Anwendung desselben., Leipzig 1877].
Существование агрегатов молекул в растворах мыл было установлено Крафтом в 1896 г. [F.Krafft, Ber.Dtsch. Ges. 29, 1334 (1896)].
Первое описание мицелл сурфактантов было дано Рейхлером в 1913 г. [A.Reychler, Zeitschrift fur Chemie und Industrie der Kolloide 12, 277 (1913)]

Слайд 5

Слайд 6

Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ, HLB) - характеристика коллоидно-химических свойств ПАВ
Шкала ГЛБ Гриффина

(Griffin W.C.// J.Soc.Cosmetic Chem. 1949. V.1.P.311-326; 1954. V.5.P.249-262), в которой каждому ПАВ приписывается число в определенном интервале 1 – 40 (по эмульгирующей способности ПАВ).
В 1960 г. Д.Дэвис разработал аддитивную шкалу ГЛБ от 0 до 40, согласно которой каждой группе атомов, входящей в молекулу ПАВ, приписывается групповое число:
ГЛБ = 7 + Σ гидрофильных гр. чисел + Σ гидрофобных гр. Чисел
ГЛБ = 7 + 0,36 lnСв/См
А = kBT lnСв/См
ГЛБ = 7 + 0,36 A/ (kBT) Σqi = 0,36 A/ (kBT)

Слайд 7

Прямые мицеллы - это агрегаты ПАВ в непрерывной водной фазе, в

которых гидрофильные фрагменты молекул ПАВ направлены к воде, а углеводородные фрагменты составляют гидрофобное ядро мицеллы.

Обращенные мицеллы (inverted, reversed micelles)- агрегаты ПАВ в непрерывной органической фазе, в которых гидрофильные фрагменты молекул ПАВ направлены вовнутрь мицеллы, образуя полярное ядро, а углеводородные фрагменты направлены в объем органической фазы.

Слайд 8

Мицеллы Гартли – Ребиндера – сферические мицеллы
Мицеллы Мак Бена – пластинчатые

мицеллы
Жидкие кристаллы – системы с упорядоченным расположением молекул, обладающие оптической анизотропией и механическими свойствами, промежуточными между истинными жидкостями и твердыми телами.

Слайд 9

Мицеллы

Слайд 10

- мутность, λ - экв. электропроводность,
- поверхностное нат., n

- показатель преломления,
π - осмотическое давление в растворе SDS

Слайд 11

Слайд 12

m[ПАВ] ↔ [ПАВ]m
Kmic = nmic/ (NA·Cm)
При С< KKM nmic =0;
При С

= ККМ nmic = Kmic (NA·C*m);
При С> KKM nmic ~ Cm;

Термодинамика образования мицелл

ΔG = -(RT/m) lnKmic

ΔH = -RT2 (dlnCKKM/dT)
ΔS = -RlnCKKM – RT(dlnCKKM/dT)

ΔG ≈ RT lnCKKM

Для ионных ПАВ: mK+ + nA- ⇔ M(n-m)-
K = aM/(aKmaRn) = cM/(cKmcRn) ⋅γM/(γKmγRn)
ΔG = (RT/n) lnCKKMm+n = (1 + m/n)RT lnCKKM
m/n = β - параметр связывания

ΔH = -(1+β)RT2 (dlnCKKM/dT)

ΔS = -(1+β) R[lnCKKM +T(dlnCKKM/dT)]

Слайд 13

Слайд 14

Факторы, влияющие на ККМ
Природа ПАВ
2. Электролиты
3. Низкомолекулярные амфифилы
4. Полимеры
5. Температура
Факторы 2-5

по-разному влияют на мицеллярные растворы
ионных и неионных ПАВ!!!

Слайд 15

Коллоидные характеристики некоторых ПАВ (25оС)
1. Природа ПАВ

Слайд 16

Структуры, возникающие в растворах ПАВ.
1 – мономеры, 2 – мицелла, 3

– цилиндрическая мицелла, 4 – гексагонально упакованные цилиндрические мицеллы, 5 – ламинарная мицелла, 6 – гексагонально упакованные капли воды в обратной мицеллярной системе

Слайд 17

ККМ = еА – Вn
где А и В – постоянные, изменяющиеся

с переходом к другому
гомологическому ряду, n – число атомов С в углеводородной части;
lnKKM = A - B·n
В ≈ lg 2

∧∧∧∧∧∧ОSO3–Na+

Слайд 18

Неионные ПАВ
Уменьшение ККМ в растворах алкилсульфатов
натрия при увеличении длины углеводородной
цепи (n)

и концентрации соли NaCl
[NaCl], mM: 1 – 0; 2 – 10; 3 – 30; 4 – 100;
5 - 300

Ионные ПАВ

2. Влияние электролитов

Слайд 19

2. Влияние электролитов
Неионные ПАВ
Уменьшение ККМ в растворах алкилсульфатов
натрия при увеличении длины

углеводородной
цепи (n) и концентрации соли NaCl
[NaCl], mM: 1 – 0; 2 – 10; 3 – 30; 4 – 100;
5 - 300

Ионные ПАВ

Слайд 20

Изотермы поверхностного натяжения растворов додецилсульфата натрия с разными добавками поливинилпирролидона в

г/л:
1 – 0; 2 – 1; 3 – 3; 4 – 10.
Несколько ККМ!!!

Слайд 21

Факторы, влияющие на точку Крафта
5. Температура
Кривая растворимости
ККМ
Точка Крафта растет при увеличении

n.
Добавление электролита повышает точку Крафта.
Для бромидов точка Крафта выше, чем для хлоридов и иодидов.
Точка Крафта выше для поливалентных противоионов

Для понижения точки Крафта:
1.Разветвленная углеродная цепь;
2. Ненасыщенные связи;
3.Оксиэтиленовый фрагмент в
углеродной цепи рядом с полярным фрагментом.

Слайд 22

Внутренняя полость гидратированных обращенных мицелл характеризуется высокой концентрацией электрических зарядов. Вследствие

этого локальное значение рН водной полости может существенно отличаться от величины рН солюбилизируемого водного раствора.
Для оценки кислотно-основных свойств, микросреды внутренней полости обращенных мицелл наиболее широко используется метод, основанный на сравнении наблюдаемых значений рКа различных индикаторов, растворенных в чистой воде и солюбилизированных обращенными мицеллами.
Анализ данных, полученных с помощью индикаторного метода, позволяет заключить, что микросреда внутренней полости обращенных мицелл является в общем более кислой по сравнению с исходным водным раствором в случае анионного ПАВ и более щелочной — в случае катионного. Сдвиг рН составляет величину порядка 1—2 единиц.

Слайд 23

В неионных ПАВ кислотность внутренней полости мицелл практически не отличается от

кислотности исходного водного раствора.
Следует отметить, что величина рН, как и другие характеристики солюбилизированной воды, различна в разных точках внутренней полости, и сдвиг рН по сравнению с исходным водным раствором максимален у границы водной полости (вблизи поверхности раздела) и минимален в ее центре.

Слайд 24

Скорость химических реакций с участием воды, как правило, резко возрастает при

переходе от водного раствора к системе гидратированных обращенных мицелл, причем эффект ускорения может достигать 106 и более раз. Эффект ускорения в значительной мере обусловлен высокой реакционной способностью воды, солюбилизированной во внутренней полости обращенных мицелл, где протекает реакция. Например, нуклеофильная активность воды, солюбилизированной обращенными мицеллами АОТ, по крайней мере в 103 раз выше, чем воды объемной.

Слайд 25

ROO∙
КПАВ
противоион
изопропиловый спирт
ГПК

Слайд 26

Скорости образования радикалов в системе:
20мМ гидропероксида + 1.5 мМ ПАВ в

хлорбензоле и водном растворе, 37°С

Антибактериальное действие катионных ПАВ

Хлорид цеталкония

Слайд 27

Слайд 28

Солюбилизация начинается при достижении ККМ и при увеличении концентрации идет более

интенсивно.
Вещество солюбилизированное раствором ПАВ, называют солюбилизатом, а ПАВ – солюбилизатором.
Солюбилизация характеризуется солюбилизационной емкостью или мольной солюбилизацией Sm, которую определяют как отношение числа молекул солюбилизата и солюбилизатора в мицеллах.
Спектроскопическими методами установлено, что солюбилизат – может локализоваться, в зависимости от природы молекул и строения мицелл, в различных местах мицеллы

Слайд 29

Солюбилизация сферическими мицеллами различных веществ 1–неполярных; 2 – с одной полярной

группой, 3 – содержащих несколько полярных групп; 4–ядро мицеллы

Слайд 30

Коллоидные ПАВ

Содержание

Коллоидные ПАВ могут находится в трех различных состояниях: на поверхности раздела

Мицеллообразование в растворах ПАВ Термин мицеллы был введен в 1877 г. Нагелем

Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ, HLB) - характеристика коллоидно-химических свойств ПАВШкала ГЛБ Гриффина

Прямые мицеллы - это агрегаты ПАВ в непрерывной водной фазе, в

Мицеллы Гартли – Ребиндера – сферические мицеллыМицеллы Мак Бена – пластинчатые

Мицеллы

- мутность, λ - экв. электропроводность, - поверхностное нат., n

m[ПАВ] ↔ [ПАВ]mKmic = nmic/ (NA·Cm) При С< KKM nmic =0;При С

Факторы, влияющие на ККМПрирода ПАВ2. Электролиты3. Низкомолекулярные амфифилы4. Полимеры5. ТемператураФакторы 2-5

Коллоидные характеристики некоторых ПАВ (25оС)1. Природа ПАВ

Структуры, возникающие в растворах ПАВ.1 – мономеры, 2 – мицелла, 3

ККМ = еА – Вnгде А и В – постоянные, изменяющиеся

Неионные ПАВУменьшение ККМ в растворах алкилсульфатовнатрия при увеличении длины углеводороднойцепи (n)

2. Влияние электролитовНеионные ПАВУменьшение ККМ в растворах алкилсульфатовнатрия при увеличении длины