7. Лиофильные дисперсные системы. Коллоидные поверхностно-активные вещества

К основным свойствам ПАВ относится снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз. При этом во всем интервале концентраций ПАВ находятся в молекулярно-дисперсном состоянии.

При увеличении углеродной цепи до 8-10 атомов углеродов возникает новое свойство – способность молекул ПАВ объединяться в агрегаты, содержащие десятки молекул и называемые мицеллами, при концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). В растворе возникает вторая высокодисперсная фаза. Таким коллоидным растворам присуще еще одно свойство – солюбилизация (растворение в мицеллах ПАВ нерастворимых в дисперсионной среде веществ).

Классификация и общая характеристика пав

1. Истинно растворимые и коллоидные

К первой группе относятся ПАВ с небольшим радикалом, например, низшие спирты, фенолы, кислоты и их соли, амины.

Применяют в качестве смачивателей, вспенивателей, диспергаторов и гидрофобизаторов при флотации и т.д.

2. По растворимости в среде – жирорастворимые и водорастворимые

3. По способности к диссоциации в водных растворах

Коллоидные пав

Ионногенные Неионногенные

Катионные ПАВ (образуют ПАВ-катион) не способны к диссоциации

а) соли первичных, вторичных и третичных получают путем присоеди-

алифатических и ароматических аминов нения этиленоксида к спир-

[RNН₃]⁺Cl^- там, карбоновым кислотам

б) соли алкилзамещенных аммониевых аминам и др.: оксиэтилиро-

оснований ванные спирты марки ОС

[(СН₃)₂NR₁R₂]⁺Cl^- получают по реакции:

С₁₈Н₃₇NН₃Cl – октадециламмоний хлорид

RОН + n СН=СН →RО(ОСН₂СН₂)_nН

в) алкилпиридиновые основания О

оксиэтилированные алкилспирты марки ОС

Катионные ПАВ наиболее токсичные и наименее наличие полиоксиэтиленовой цепи

биологически разлагаемые из всех ПАВ; исп. в определяют гидрофильные

качестве фунгицидных, дезинфицирующих веществ, свойства этих ПАВ. Их свойства

и ингибиторов коррозии можно легко регулировать,

изменяя длину цепочки.

Анионные ПАВ (образуют ПАВ-анион) Разлагаются биологически

а) карбоновые кислоты (RCOOH) обладают хорошими моющими свойствами

и их соли (RCOOM): Перспективные оксиэтилированные

C₁₅H₃₃COONa– олеат натриякислоты RСОО(ОСН₂СН₂)_nН. В них

C₁₇H₃₅COONa– стеарат натрия сод. от 6 до 18 С, а n от 1- 100. Обычно

C₁₇H₃₁COONa– пальмитат натрия это смесь гомологов с разными длинами цепи, которая опр. гидрофильные свойства НИПАВ. Изменяя длину цепи, можно регулировать их кол-хим. свойства. применяют в любых средах, а также в присутствии счолей.

Составляют большую часть мирового производства всех ПАВ,

основа моющих средств. Находят широкое применение соли син-

тетических жирных кислот С₇-С₁₇ , заменяющие кислоты раст. и

жив. происхождения. Исп. соли жирных кислот с различными

катионами (2-х и 3-х зарядные исп. в углевод.среде.

В кислых средах эти соли переходят в слабодис. и малораств.

кислоты, что ухудшает их моющие свойства (в кислых и

солевых растворах - жесткой и морской воде).

Мыла с двух- и трёхвалентным катионом (кальциевые,

магниевые, алюминиевые) не растворимы в воде, но

образуют коллоидные системы в углеводородных средах

– используются в консистентных смазках на

минеральном масле,

для стабилизации эмульсий второго рода

б) алкилсульфаты (ROSO₂OM)

в) алкиларилсульфонаты (RАrSO₂OM)

- эти соли сильных кислот и поэтому могут быть

использованы в кислых и солевых растворах – преимущество

перед а)

Амфолитные ПАВ

алкиламинокислоты содержат две функциональные группы, одна из

которых имеет кислый, другая – основный характер,

например, карбоксильную и аминную группу. В

зависимости от рН среды амфолитные ПАВ обладают

анионактивными или катионактивными свойствами:

щел. кисл.

RNH(CH₂)_nCOO^- ↔ RNH(CH₂)_nCOOH ↔ RN⁺H₂ (CH₂)_nCOOH