
- •вещества и самоорганизующиеся структуры на их основе в водных растворах и эмульсиях»
- •Поверхностно-активные вещества –это волшебный
- •Лекция 1. Введение в
- •Лекция 1. Введение в
- •Необходимые определения:
- •Когда жук-водомерка бежит по воде его удерживает на поверхности силы поверхностного натяжения. Для
- •Как жук-водомерка тонет при растворении ПАВ в воде
- •Необходимые
- •Необходимые определения:
- •Необходимые
- •Необходимые
- •Необходимые
- •Амфифильные свойства молекул ПАВ
- •Структура молекул ПАВ
- •Необходимые
- •Необходимые
- •аккумулироваться на МФГ – фундаментальное свойство
- •Изотерма поверхностного
- •Агрегирование ПАВ в растворе
- •Принцип независимости
- •Способность к образованию агрегатов
- •Физико-химические параметры ПАВ
- •Необходимые определения:
- •Характерные особенности
- •Критическая
- •Строение и форма мицелл
- •Дни истории науки 2013:
- •Мицеллы ПАВ – типичные наноструктуры
- •Что нового?
- •«Мицеллы не растут постепенно, а возникают почти скачком при достижении ККМ»
- •Сферические или плоские?
- •КПУ. Связь адсорбции ПАВ на границе жидкость-воздух с КПУ
- •Изотермы поверхностного натяжения
- •Влияние примесей на σ
- •Мицеллярные растворы ПАВ
- •Лиофильные и лиофобные системы
- •Информация к размышлению:
- •Критерий образования
- •Критерий образования
- •Лиофильные коллоидные системы (Ребиндер)
- •Строение и форма мицелл изменяются с ростом
- •Строение и форма мицелл
- •Самоорганизующиеся структуры на основе ПАВ
- •Самоорганизующиеся
- •Визуализация самоорганизующихся структур
- •Поверхностные пленки,
- •Агрегаты ПАВ на поверхности
- •Термодинамика
- •Строение и форма мицелл
- •Строение и форма мицелл
- •Самоорганизующиеся
- •Лиофильные дисперсные системы
- •Критические эмульсии
- •Критические эмульсии
- •Проблема взаимоотношений между коллоидными системами и растворами ВМС
- •Проблема взаимоотношений между КС и дисперсиями ВМС
- •Современные направления исследования коллоидно-химических свойств растворов ВМС
- •Полимеросомы
- •Состояние ПАВ в растворах
- •Температурная зависимость растворимости ПАВ
- •Зависимость точки
- •Значения ККМ
- •Значения ККМ
- •Определение ККМ
- •Факторы, влияющие на
- •Факторы, влияющие на ККМ
- •Солюбилизация
- •Проблема взаимоотношений между коллоидными системами и растворами ВМС
- •Проблема взаимоотношений между коллоидными системами и растворами ВМС
- •Коллоидная химия полимеров
- •Растворы высокомолекулярных соединений
- •Растворы высокомолекулярных соединений
- •Растворы высокомолекулярных соединений
- •Современные направления исследования коллоидно-химических свойств растворов ВМС
- •Природные ПАВ
- •Липиды – природные ПАВ
- •Микроорганизмы – продуценты ПАВ (Ацилированный углевод –гликолипид на основе трегалозы, получаемый на основ
- •Микробные ПАВ
- •Применение микробных ПАВ
- •Природные или все-таки синтетические?
- •Олеохимические и нефтехимические: источник сырья- растительные масла и нефтехимические продукты
- •Зеленые ПАВ?
- •По растворимости в воде
- •По диссоциации в воде
- •Анионные
- •Анионные
- •Катионные
- •Катионные
- •Цвиттер-ионные
- •Неоинные ПАВ
- •Неоинные ПАВ
- •По физико-химическому
- •Экологическая классификация ПАВ
- •Маркировка ПАВ
- •Биоаккумулирование
- •Продолжение следует

«Мицеллы не растут постепенно, а возникают почти скачком при достижении ККМ»
Лекция 1, сентябрь 2015 |
31 |

Сферические или плоские?
Лекция 1, сентябрь 2015 |
32 |
КПУ. Связь адсорбции ПАВ на границе жидкость-воздух с КПУ
•С увеличением содержания соли:
снижается ККМ, предельное σ при концентрациях выше ККМ снижается и наклон кривых увеличивается: КПУ растет.
•С ростом длины цепи увеличивается предельное σ после ККМ: КПУ уменьшается
•Для додецилсульфата натрия с ростом температуры: КПУ увеличивается
Лекция 1, сентябрь 2015 |
33 |

Изотермы поверхностного натяжения
Лекция 1, сентябрь 2015 |
34 |

Влияние примесей на σ
ДСН: солюбилизация ДДС
Лекция 1, сентябрь 2015 |
35 |
Мицеллярные растворы ПАВ
Переходный тип систем между гомогенными и гетерогенными. Их можно считать гомогенными и однородными в макромасштабе, но гетерогенными на наноуровне.
Обладают замечательной способностью к самоорганизации в водных растворах и неполярных растворителях. Самоорганизация заключается в том, что при определенных условиях в растворе самопроизвольно образуется ансамбль наноразмерных агрегатов из молекул ПАВ.
Относятся к лиофильным дисперсным системам
Лекция 1, сентябрь 2015 |
36 |
Лиофильные и лиофобные системы
По природе устойчивости и интенсивности межмолекулярных взаимодействий на границе раздела фаз различают
Лиофильные:
Термодинамически устойчивыеОбразуются самопроизвольно
Сильное межмолекулярное взаимодействие вещества |
|
|
(образование сольватных оболочек) |
ДФ и ДС |
Лиофобные:
С точностью до наоборот
Устойчивы кинетически (метастабильное состояние с высоким потенциальным барьером, который препятствует агрегации частиц)
Лекция 1, сентябрь 2015 |
37 |
Информация к размышлению:
∆ G = ∆H- T∆S < 0 (критерий П.Ребиндера)
Понятия лиофильность и лиофобность
неоднозначны в применении к различным явлениям:
в отношении смачивания лиофильными являются поверхности с θ < 90о
в отношении устойчивости лиофильность выражается критерием Ребиндера.
Кварц, оксиды, модифицированные поверхности и др. – лиофилизированные лиофобные дисперсные системы с лиофильной поверхностью раздела фаз
Лекция 1, сентябрь 2015 |
38 |

Критерий образования
лиофильных дисперсных систем, RS
ΔG= N1 4πr2σ - T ΔS = N1 (4πr2σ– β = N 1(αd2σ – βkT) < 0
4πr2 σ < βkT, критерий
самопроизвольного образования ДС , такой процесс выгоден, если
σ ≤ σc = βkT / 4πr2= βkT / αd2 = β’ kT /d2 β ’= β / α, β= 15…30
Если межфазное натяжение мало, то возможно самопроизвольное образование частиц коллоидных размеров, поскольку работа, затрачиваемая на образование новой поверхности, компенсируется выигрышем в энергии в результате прироста энтропии из-за участия образующихся частиц в тепловом движении.
σ = 0,01-0,001 мДж/м2
Лекция 1, сентябрь 2015 |
39 |

Критерий образования
лиофильных дисперсных систем, RS
dm >> b, dm ≥ (5 -10) b
RS = dm / b = √ βkT / αb2σ = √ β’kT / b2σ ≥ 5-10
Критерий Ребиндера-Щукина определяет условие самопроизвольного образования лиофильной коллоидной системы из макрофазы и, соответственно, её равновесности относительно макрофазы.
При достаточно низких значениях σ, когда σ ≤ σc |
, т.е. RS =5-10, путем |
самопроизвольного диспергирования |
макрофазы могут |
возникать термодинамически равновесные лиофильные дисперсные системы с размером частиц, значительно превосходящим молекулярные размеры.
Лекция 1, сентябрь 2015 |
40 |