Проаналізуйте методи визначення ккм. Які фактори впливають на ккм?
Утворення міцел у розчинах колоїдної ПАР починається з критичної концентрації міцелоутворення. Поява міцел поблизу цієї концентрації співпадає з різкою зміною багатьох фізико-хімічних параметрів розчину, що виявляється різкими зламами на відповідних кривих (рис. 3.2). Це дозволяє, вивчаючи залежність властивості від концентрації ПАР, досить точно визначити ККМ.
|
Рис.3.2. Залежність мутності (τ), еквівалентної електропровідності (λ), поверхневого натягу (σ), показника заломлення (n) і осмотичного тиску (π) розчину додецилсульфату натрію у воді від його концентрації |
Дайте оцінку явища солюбілізації. Чим обумовлене це явище? Яке його практичне значення? Які існують способи включення солюбілізата в міцели пар? Що таке пряма і зворотна солюбілізація?
Уведення до складу міцели третього компоненту (солюбілізату), нерозчинного або малорозчинного в дисперсійному середовищі, називається солюбілізацією (колоїдне розчинення). Розрізняють пряму солюбілізацію органічних речовин у водневих дисперсіях ПАР і зворотну – полярних речовин у вуглеводневих дисперсіях ПАР. Наприклад, розчинність октану в чистій воді 0,0015%, а розчинність октану в 10% розчині олеату Na – 2%. Солюбілізація – процес самочинний, рівноважний, зворотній. Рушійна сила – гідрофобні взаємодії. Виграш вільної енергії під час солюбілізації досягається за рахунок додатної зміни сумарної ентропії. Тепловий ефект невеликий і становить 2 - 4 ккал/моль. Солюбілізовані системи є термодинамічно стійкими. Способи включення солюбілізату до міцели можуть бути різні для різних речовин. Неполярні вуглеводні розташовуються у вуглеводневих ядрах міцел. Полярні органічні речовини (спирти, аміни, кислоти) вбудовуються в міцелу між молекулами ПАР так, щоб їх полярні групи були звернені до води, а ліпофільні частини молекул орієнтовані паралельно вуглеводневим радикалам ПАР. Можливий і третій спосіб включення солюбілізата в міцели, особливо характерний для неіоногенних ПАР. Молекули солюбилізата, наприклад фенолу, не проникають всередину міцел, а закріплюються на їх поверхні (рис. 3.4). Процес солюбилізації перебігає в часі, для досягнення рівноваги необхідно від 1 - 2 діб до місяця. Струшування і підвищення температури скорочує час досягнення рівноваги.
|
Рис.3.4. Способи включення солюбілізату до міцели |
Катіонні ПАР мають велику здатність до солюбілізації. Солюбілізація збільшується зі зростанням довжини ланцюгу ПАР, зі зменшенням числа циклів у ланцюгу та зменшенням числа подвійних зв'язків. Солюбілізація зростає зі зменшенням довжини ланцюга молекули солюбілізату, зі збільшенням циклізації та ненасиченості ланцюга солюбілізату. Явище солюбілізації знайшло широке використання в емульсійній полімеризації. Солюбілізація – важливий фактор миючої дії ПАР, процесів речовинного обміну в організмі, в тому числі засвоєння жирів організмом (солі жовчних кислот – то міцелоутворюючі ПАР). Здатність до агрегування й утворення міцел мають і високомолекулярні сполуки, у складі яких є різко відмінні за полярністю групи, у тому числі білки. У розчинах глобулярних білків окремі молекули поводять себе як міцели ПАР. У зв’язку з цим молекули білків та ферментів мають значну здатність до солюбілізації.