1. Construcția unui radical hidrocarbonat într-o moleculă de surfactant;
2. Caracterul grupului polar;
3. prezența electroliților în soluție;
Să analizăm în detaliu influența fiecărui factor.
1. Construcția unui radical de hidrocarbură
Lungimea radicalului de hidrocarbură are un efect decisiv asupra procesului de formare a micelilor în soluții apoase. Coborârea energiei Gibbs a sistemului ca urmare a formării micelilor este cu atât mai mare, cu atât lanțul de hidrocarburi este mai lung. Studiile arată că formarea asociaților premicelari este observată în electroliții activi de suprafață cu prezența a mai mult de patru atomi de carbon în lanțul de hidrocarburi. Cu toate acestea, la astfel de compuși, diferența dintre părțile hidrofile și hidrofobe este slab exprimată. În acest sens, energia asocierii este insuficientă pentru a menține moleculele din mișcare termică aleatorie și, prin urmare, pentru a crea condiții pentru formarea micelilor. Ca regulă, capacitatea de formare a micelilor este inerentă moleculelor de surfactant cu o lungime y / v mai mare de 8-10 atomi de carbon.
La echilibru, potențialul chimic al agenților tensioactivi în soluția m p și în micelă m M este egal și poate fi scris:
Presupunând că micelul este o fază a agentului tensioactiv pur, putem să-i luăm activitatea în micelă egal cu unitatea. Atunci primim:
R T l n KKM = m 0 M - m 0 p (11,2).
Partea stângă a ecuației (11.2) este energia transportului materiei din soluție, adică energia dizolvării. Se știe că energia de dizolvare a compușilor în apă scade liniar cu creșterea lungimii y / în radical. Prin urmare:
R T l n KKM = a - b n (11.3),
unde a este caracterizarea constanta a energiei de dizolvare a grupurilor functionale, b este caracterizarea constanta a energiei de dizolvare pe o grupa CH2. n este numărul de grupări CH2.
Pentru mediile organice:
R T l n KKM = a + bn (11.4)
adică, pe măsură ce lungimea y / a radicalului crește, solubilitatea agentului tensioactiv crește, iar CMC crește. Claritatea, nesaturitatea și ciclizarea radicalului y / în radicalul reduc înclinația către formarea micelilor și măresc CMC.
2. Caracterul grupului polar
Natura grupului polar joacă un rol important în formarea micelilor în medii apoase și neapoase. Influența sa asupra CMC reflectă parametrul a în ecuații.
Rolul grupurilor hidrofile în soluțiile apoase de agent tensioactiv este de a reține asociații formați în apă și de a regla dimensiunea acestora. Forma sferică a micelilor ionice este stabilită dacă energia de legare a y / în lanțuri este suficient de mare și depășește energia de repulsie electrostatică între grupurile ionice. Hidratarea contraionilor care înconjoară micelul promovează repulsia, în timp ce ionii mai puțin hidrați sunt mai ușor adsorbiți pe suprafețele micelilor. În legătură cu aceasta, o scădere a CMC și o creștere a masei miceliare pentru surfactanții cationici în C -
3. Influența electroliților
Introducerea electroliților în soluții apoase de surfactanți neionici are un efect redus asupra dimensiunii CMC și micelii. Pentru surfactanții ionici ionici, acest efect este semnificativ. Pe măsură ce crește concentrația de electroliți, crește masa micelară a surfactanților ionici. Efectul electroliților este descris prin ecuația:
ln CCM = a - b n - k l n c (11.5)
a și b sunt constante având același înțeles fizic ca în ecuațiile anterioare, k este o constantă, c este concentrația de electroliți.
În absența electroliților cu CCM.
Introducerea de non-electroliți (solvenți organici) duce, de asemenea, la o schimbare în CMC. În prezența solubilizării, crește stabilitatea micelilor, adică scade CMC. Dacă moleculele solventului nu intră în micelă, ele cresc CMC.
Pentru a controla proprietățile amestecurilor de agent tensioactiv sunt utilizate în care se manifestă efecte antagoniste sau sinergice, adică astfel de amestecuri pot avea o micelă substanțial mai mare sau mai puțin ridicată de formare, capacitatea de solubilizare.
METODE DE DETERMINARE A CCM
Metode de determinare a LSP bazate pe detectarea schimbărilor bruște ale proprietăților soluțiilor de agent tensioactiv ca o funcție a concentrației (de exemplu, tensiunea superficială, turbiditate, conductivitate echivalentă, presiunea osmotică, indicele de refracție).
INTERACȚIUNI HIDROFOOBICE ȘI ACȚIUNI DE SPĂLAT
Am explicat mecanismul de interacțiuni hidrofobe, în ceea ce privește termodinamicii. De soluții detergente agenți tensioactivi interes explicație. Sub detergente înseamnă procese coloid-chimice agregate care conduc la îndepărtarea contaminanților în soluție. Contaminanții sunt produse uleioase (grăsimi animale, acizi grași, ulei mineral) într-un amestec cu alte substanțe solide de origine organică și minerală.
Etapele acțiunii detergenților la îndepărtarea contaminanților grași.
1. Primul pas - o umezire a suprafeței solide, deci există o contaminare interfețe de înlocuire - aer și suprafața solidă - aerul la interfața ulei - apă (M - B) și suprafața dură - apă (T - C). umectare îmbunătățită este rezultatul reducerii tensiunii superficiale la adsorbția surfactanților la interfețele.
2. În a doua etapă a acțiunii detergentului, particulele de contaminanți sunt separate. Pentru a caracteriza condițiile de separare a contaminanților grași. Indicați cu 12 = TM. 13 = MB. și 23 = TV (unde contaminarea cu M - ulei, B - apă, T - suprafață solidă).
Schimbarea energiei Gibbs în cazul depășirii aderenței contaminanților de ulei:
Pentru un proces spontan, puteți scrie:
Pentru îndepărtarea spontană a impurităților, este necesar ca tensiunea superficială a uleiului s MB și a corpului solid TB la limita cu apa să depășească TM. Acest procedeu este realizat ca urmare a adsorbției surfactanților coloidali. Astfel, prima și a doua etapă a acțiunii detergentului sunt legate de proprietățile de suprafață ale surfactanților coloidali.
Datorită acțiunii mecanice, de exemplu spălarea, acțiunea detergentului poate fi intensificată, în special în cazurile în care nu există o defecțiune spontană a interacțiunii de adeziune. În acest caz, aderența particulelor de impurități este redusă prin acțiunea surfactantului, ceea ce facilitează îndepărtarea acestora prin mijloace mecanice.
3.Otlichitelnye agenți activi de suprafață în special coloidale cele mai notabile pe detergenta etapa 3, care este de a reține impuritățile în mediul lichid și pentru a preveni sedimentarea lor posibilă pe suprafața de lucru.
Retenția particulelor în soluție este determinată de un întreg complex de proprietăți coloidale ale soluțiilor de surfactant. Mai întâi, particulele sunt dispersate în cele mai mici. Umpluturile de contaminanți solizi ca rezultat al peptizării trec într-o stare suspendată, cu zdrobirea simultană a particulelor mari în particule mai mici sau distrugerea agregatelor. Apoi, straturile de adsorbție-solvat se formează pe suprafața particulelor, care împiedică agregarea particulelor și le mențin într-o stare suspendată, adică se formează o suspensie stabilizată. Peptizarea cu efectul de suspendare simultană a surfactanților coloidali contribuie la reținerea contaminanților solizi.
În cazul lubrifiantului lichid, dispersarea spontană în picături mici este posibilă, când sistemul dispersat este liofilizat. Picăturile de contaminanți de ulei formează o emulsie directă de M ¤ B, iar straturile de adsorbție ale agenților tensioactivi contribuie la reținerea lor într-un mediu apos. În plus, în special pentru sistemele lyofobe, contaminarea cu ulei este reținută în volumul mediului apos prin solubilizare. În ceea ce privește contaminanții solizi, surfactanții coloidali sunt capabili să asigure stabilitatea suspensiilor și să promoveze suspensia.
Agenții tensioactivi coloidali sunt de asemenea agenți de spumare. La bule spumele aderă particule de contaminanți, iar particulele de contaminanți din soluție sunt reținute.
În general, în cea de-a treia etapă a acțiunii detergenților, proprietățile volumetrice ale soluțiilor de agenți tensioactivi coloidali se manifestă pe deplin.
Efectul de detergent se bazează pe următoarele procese chimice coloidale. umectare, aderență, adsorbție, peptizare, solubilizare, emulsionare, suspendare, spumare.
la lista de prelegeri
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: