ЗАНЯТИЕ № 2. Определение критической концентрации мицеллообразования поверхностно-активных веществ с использованием метода наибольшего давления пузырьков воздуха (по Ребиндеру).
ПЛАН-КОНСПЕКТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ САМОПОДГОТОВКИ
2.1. Мицеллообразование. Критическая концентрация мицеллообразования.
-
Агрегация молекул в некоторых водных растворах ПАВ при определенных концентрациях (10-5 – 10-2 моль/л) называется мицеллообразованием.
-
ПАВ способные к мицеллообразованию относят к группе мицеллообразующих (МПАВ).
-
Мицеллообразующими поверхностно-активными веществами являются вещества с достаточно большими неполярными группами – высшие жирные кислоты и их соли, фосфолипиды и ряд других.
-
Мицеллообразование наблюдается в водных растворах дубящих веществ (танниды) и синтетических красителей (бензопурпурин, ночной голубой и др.). Благодаря большому размеру молекул красителей ассоциация их в растворах протекает в большей степени, чем в растворах мыл.
-
Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) – это концентрация, при которой в растворе протекает процесс образования мицелл и истинный раствор переходит в ультрамикрогетерогенную систему (золь).
-
Агрегат (ассоциат) дифильных молекул ПАВ, возникающий самопроизвольно при концентрации равной или немного большей ККМ называется мицеллой.
-
Процесс мицеллообразования обратим. При разбавлении раствора мицеллы распадаются на молекулы и ионы.
-
При концентрациях равных или ненамного превышающих ККМ в системе образуются сферические агрегаты («мицеллы Гартли»), содержащие от 20 до 100 молекул ПАВ.
-
В водных растворах полярные группы молекул ПАВ в мицеллах Гартли обращены к периферии, а неполярные – к центру мицеллы (рис.7, а). В неполярных растворителях ориентация молекул ПАВ в мицеллах противоположная (рис. 7, б).
а) б) рис.7 а
а) мицелла в водных растворах
б) мицелла в неполярных растворителях.
-
При концентрациях, превышающих ККМ в 2-10 раз, сферические мицеллы могут объединяться друг с другом приобретая при этом различные формы: цилиндрические, дискообразные, палочкообразные, пластинчатые («мицеллы Мак-Бена); схематическое строение которых показано на рис. 8.
 
а) б)
Рис. 8.
а) мицеллы Гартли
б) мицеллы Мак-Бена
-
При дальнейшем увеличении концентрации (например, при испарении воды или другого растворителя) в системе может происходить образование гелеобразной структуры с потерей текучести.
2.2. Способы определения критической концентрации мицеллообразования. Свойства мицеллярных растворов.
-
Способы определения ККМ основаны на изменении свойств растворов ПАВ в мицеллярном состоянии: светорассеяния, показателя преломления, электропроводимости, осмотического давления, поверхностного натяжения, моющей способности и др. (рис.9).
И зменение область ККМ
п араметра 1 – поверхностное натяжение
  3 2 – осмотическое давление
3 – моющая способность
2
 1
Концентрация ПАВ
Рис.9.
-
Мицеллярным растворам ПАВ свойственно явление солюбилизации, т.е. проникновение в структуру мицелл молекул различных веществ не растворимых в воде или в другом растворителе.
-
Различают: прямую солюбилизацию, при которой солюбилизируются полярные вещества мицеллярными растворами ПАВ в неполярных растворителях; обратную солюбилизацию, при которой солюбилизируются полярные вещества мицеллярными растворами ПАВ в неполярных растворителях.
-
Солюбилизация является одним из звеньев процесса обмена веществ в жизнедеятельности организма человека и животных. Она лежит в основе самопроизвольного эмульгирования жиров солями желчных кислот при их усвоении организмом.
Солюбилизация используется при изготовлении лекарственных форм (эмульсии, суспензии и др.), а также является важнейшим фактором моющего действия мыл и других моющих средств.
-
При введении в концентрированные мицеллярные растворы ПАВ больших количеств нейтральных солей (например, NaCl, KNO3 и т.п.) возможно выделение ПАВ в виде осадка. Такое выделение ПАВ из растворов называется высаливанием. Высаливающее действие солей связано с отнятием ими воды от гидратных оболочек мицелл.
Высаливание применяется при мыловарении или, например, в биохимии для выделения белков из растворов.
Вопросы для самопроверки
-
Что называется мицеллообразованием?
-
Что такое мицелла ПАВ?
-
Что называется критической концентрацией мицеллообразования?
-
Как зависит форма мицелл от концентрации ПАВ?
-
На чем основаны способы определения ККМ?
-
Что такое солюбилизация?
-
Какие виды солюбилизации различают?
-
Где применяется солюбилизация?
-
Что такое высаливание, почему оно происходит, чем вызывается?
обратную солюбилизацию, при которой солюбилизируются нерастворимые в воде органические вещества;
Достарыңызбен бөлісу: |
