Механізм утворення міцел.

У ділянці низьких концентрацій водні розчини колоїдних ПАР є мо­лекулярно-дисперсними системами. Молекули ПАР незалежні у своєму русі й вільно переміщуються в об'ємі системи. Підвищення концентрації ПАР до ККМ призводить до утворення сферичних міцел, в яких вуглеводневі ланцюги з'єднані між собою, а полярні групи повернуті до водної фази. Одна міцела ПАР містить 50-100 молекул. Будова сферичної міцели аніонних і катіонних ПАР аналогічна будові міцели золю. На межі розділу "агрегат-водна фаза" існує подвійний електричний шар за рахунок часткової дисоціації іоногенних груп дифільних молекул.

Підвищення концентрації розчину ПАР вище ККМ призводить до утво­рення міцел, які мають пластинчасту форму. Пластинчасті міцели склада­ються з двох рядів молекул ПАР, в яких вуглеводневі ланцюги розташовані паралельно один до одного, а полярні групи спрямовані до водної фази. Схема утворення міцел у розчинах колоїдних ПАР зображена на рис.28.

а б в г

Рис.28. Схема утворення міцел в розчинах ПАР:

а - розведений молекулярно-дисперсний розчин; б - розчин ПАР зі сферичними

міцелами; в - розчин ПАР з пластинчастими міцелами; г - концентрований

міцелярний розчин ПАР.

Подальше підвищення концентрації ПАР призводить до з'єднання міцел і утворення гелю. Зміна стану ПАР в розчині із зростанням концентрації ілюструється схемою:

Молекулярний розчин ↔ золь ↔ гель.

Однією з найхарактерніших властивостей розчинів колоїдних ПАР є їх здатність до солюбілізації. Солюбілізація - це розчинення неполярних органічних речовин у водних розчинах колоїдних ПАР. При солюбілізації моле­кули неполярних речовин проникають у неполярне ядро міцели. Внаслідок цього об'єм міцели збільшується. При солюбілізації у пластинчастих міцелах молекули неполярної речовини вклинюються між шарами молекул ПАР і розташовуються між неполярними вуглеводневими ланцюгами. Відстані між молекулярними шарами ПАР збільшуються.

Підвищення концентрації ПАР призводить до збільшення кількості солюбілізованої речовини. Кількість солюбілізованої речовини є величиною сталою при даній температурі і концентрації колоїдної ПАР.

Миюча дія мил

Найважливішою властивістю колоїдних ПАР є їх миюча дія. Найчастіше частинки забруднюючих речовин є гідрофобними і не змочуються водою. Миюча дія води дуже мала. Тому для вилучення забруднень використовують розчини колоїдних ПАР. Молекули ПАР адсорбуються на гідрофобних частин­ках забруднень і на поверхні, яку очищують. Внаслідок цього на гідрофоб­них поверхнях утворюються добре гідратовані адсорбційні шари (рис.29).

/////////////////////////////// /////////////////////////////////////

а б

Рис.29. Схема, яка пояснює механізм миючої дії мила:

а - адсорбція молекул мила на гідрофобній частинці; б - перехід гідрофілізованої частинки у рідку фазу.

Поверхня частинок стає гідрофільною, частинки змочуються водою, відриваються від поверхні та переходять у розчин. Крім того, колоїдні ПАР є добрими піноутворювачами і частинки забруднень разом з піною легко вилучаються водою.

Колоїдні ПАР також використовуються в харчовій промисловості для збільшення пластичності тіста, ковбасного фаршу, шоколадної маси, в мета­лургійній промисловості - для збагачення руд корисних копалин шляхом флотації, в пожежегасінні - для одержання пін.