15. Лиофильные коллоидные системы, методы получения. Самопроизвольное диспергирование макрофаз: критерий самопроизвольного диспергирования (по Ребиндеру-Щукину, примеры).

Термодинамически устойчивые дисп системы (лиофильные) образуются самопроизвольно. Равновесное состояние их отвечает минимуму энергии Гиббса.

Процесс образования таких систем представляется термодинамическим соотношением: ΔG=ΔH-TΔS → ΔG<0 → ΔH < TΔS

ΔН характеризует межфазные взаимодействия, в результате которых уменьшается межфазное натяжение. Создание устойчивой коллоидной системы связано с уменьшением межфазного натяжения (чем оно меньше, тем устойчивее).

Самопроизвольное диспергирование – основной метод получения термодининамически устойчивых систем (именно самопроизвольное).

Рассмотрим условия при котором возможно самопроизвольное диспергирование: поверхностная энергия данного золя равна : ΔG=n4πr²σ. Исходя из ΔG и формулы осмотического давления: σmax=kT/4πr² (соотношение Ридберга и Щукина для сферич частиц). В общем случае σmax=ΥkT/a² а-средний размер частиц. Малой значение межфазного натяжение возможно только при значительном межфазном взаимодействии, храктерным для жидких д.с. → термодинамически устойчивыми системами могут только системы с жидкой д.с.

Простейший пример: смесь ограниченно растворимых жидкостей (вода-фенол при t близких к их растворимости) при опред t межфазное натяжение достигает такого малого значения, при котором поверхностная энергия начинает компенсироваться энтропийной составляющей → образуются эмульсии. Наиболее типичными представителями лиофильных коллоидных систем являются растворы ПАВ и ВМС.

16. Мицеллообразование в водных растворах пав. Критическая концентрация мицеллообразования (ккм), основные методы определения ккм

В растворах коллоидных ПАВ мицеллы образуются вследствие ассоциации дифильных молекул, обеспечивающих лучшую адгезию со средой. Наличие гидрофильных и олеофильных частей у молекулы ПАВ является отличительной чертой их строения. По способности к диссоциации водных растворов поверхностноактивные вещества делят на ионогенные и неионогенные ПАВ. Ионогенные –анионные, катионные, амфолитные (амфотерные). Анионные ПАВ диссоциируются в воде на поверхностноактивные анионы (карбоновые кислоты и их соли) Катионные ПАВ диссоциируются в воде с образованием поверхностноактивного катиона (соли 1,2,3 ароматических аминов; являются таксичными). Амфолитные ПАВ содержат 2 функциональные группы,одна из которых имеет кислый,другая основной характер. В зависимости от Ph среды амфолитные ПАВ имеют анионактивные или катионактивные св-ва. Неионогенные ПАВ не диссоциируют растворы на ионы. Получают путем присоединения этиленоксида к спиртам, карбоновым кислотам и т.д. Наличием полиоксиэтиленовой цепи определяются гидрофильные свойства неионогенных ПАВ. Коллоиднохимические свойства регулируют длиной полиокси этиленовой цепи. Эти ПАВ применимы в любых средах кислой,щелочной,а также в присутствии растворимых солей.

Критическая концентрация мицеллообразования(ККМ) – концентрация, при которой в растворе начинают образовываться агрегаты молекул- мицеллы.Методы о пределения ККМ:

Метод поверхностного натяжения.

Горизонтальный участок кривой характеризует область концентраций, где все ПАВ сверх ККМ находится в мицеллярной форме.