Metode de determinare a KKM. Determinarea KKM în soluția Pav folosind un contor de conductivitate a buzunarului. Factorii care afectează BMC
Dacă rezistența ionică a soluției este mică, atunci surfactanții ionogeni se pot comporta ca niște polielectroliți, respingându-se unul de la celălalt. Cu cantități mari de sare, forțele repulsive scad și micelele asemănătoare viermilor pot forma o rețea. O adăugare și mai mare de sare poate duce la formarea veziculelor. Regiunea (II) este regiunea de coexistență a diferitelor structuri. Efectul asupra soluțiilor tensioactivilor ionici ai acelorași ioni încărcați este mic. Aditivii sărați au un efect redus asupra tensioactivilor neionici. În acest caz, se poate observa o scădere a CMC datorită deshidratării ionice.
Aditivi alcoolici.
Alcoolii cu lanț lung se integrează în agregate și formează micele mixte. În soluțiile care conțin propanol, CMC scade brusc odată cu creșterea concentrației de alcool. Odată cu creșterea numărului de grupări de metilen din alcool, această scădere se manifestă într-o măsură mai mare. Influența mai multor alcooli solubili în apă practic nu afectează agregarea soluțiilor tensioactive, dar la concentrații mari poate duce la o creștere a CMC datorită modificării proprietăților soluției. Un rol important în formarea micelelor mixte îl are factorul steric.
Aditivi ai altor compuși organici.
Hidrocarburile insolubile în apă, cum ar fi benzenul sau heptanul, intră în soluția micelară și sunt solubilizate în miezul micelelor. În același timp, volumul micelelor crește, dimensiunile lor se schimbă. O modificare a curburii suprafeței micelelor reduce potențialul electric de pe suprafața sa și, prin urmare, munca electrică de formare a micelelor, deci CMC este redus. Acizii organici și sărurile lor sunt solubilizați în micelele din apropierea suprafeței, reducând de asemenea CMC2, în special atunci când se adaugă salicilați și compuși similari datorită interacțiunilor specifice.
Rolul grupărilor hidrofile în soluții apoase de agent tensioactiv este de a menține agregatele formate în apă și de a regla mărimea acestora.
Hidratarea contraionilor favorizează repulsia, prin urmare, ionii mai puțin hidratați sunt mai ușor adsorbiți pe suprafața micelelor. În legătură cu o scădere a gradului de hidratare și o creștere a masei micelare pentru surfactanții cationici din seria Cl -
O comparație a proprietăților agenților tensioactivi ionici și nonionici care au aceleași lanțuri de hidrocarburi arată că masa micelară a tensioactivilor ionogeni este mult mai mică decât în \u200b\u200bcazul celor neionice.
| |
Adăugarea non-electroliților la soluții apoase de agent tensioactiv în prezența solubilizării duce la o creștere a stabilității micelelor, adică. la o scădere a CMC.
Studiile asupra soluțiilor apoase de surfactanți coloidali au arătat că formarea micelelor poate apărea doar peste o anumită temperatură T k, numită punctul Kraft (fig. 4).
Sub temperatura T, solubilitatea agentului tensioactiv este mică, iar în acest interval de temperatură există un echilibru între cristale și adevărata soluție de agent tensioactiv. Ca urmare a micelelor global concentrația de agent tensioactiv crește brusc odată cu creșterea temperaturii.
soluție și prin aceasta la diferite tipuri de sisteme cu cristale lichide.
Pentru agenții tensioactivi neionici care sunt lichide, nu există nici un punct Kraft. Mai caracteristic pentru ei este o graniță de temperatură diferită - punctul de nor. Turbiditatea este asociată cu o creștere a dimensiunii micelelor și cu stratificarea sistemului în două faze, datorită deshidratării grupelor polare ale micelelor cu creșterea temperaturii.
Metodele de determinare a CMC se bazează pe o schimbare accentuată a proprietăților fizico-chimice ale soluțiilor tensioactive (tensiunea de suprafață, turbiditatea t, conductivitatea electrică c, indice de refracție n, presiunea osmotică p) în timpul tranziției de la o soluție moleculară la una micelară.
În această lucrare, metoda conductometrică este utilizată pentru a determina CMC. Determinarea conductometrică a KKM se bazează pe măsurare dependența de concentrație a conductivității electricesoluții de surfactanți ionici.
La o concentrație corespunzătoare KKM, conductivitatea (W) - concentrația (c) din grafic arată o legătură din cauza formării micelelor ionice sferice (Fig. 5). Mobilitatea micelelor ionice este mai mică decât mobilitatea ionilor. În plus, o parte semnificativă a contraionilor se află într-un strat dens de adsorbție, ceea ce reduce semnificativ conductivitatea soluției de agent tensioactiv.
Determinarea CMC într-o soluție de agent tensioactiv folosind un contor de conductivitate a buzunarului
Dispozitive și reactivi necesari.
1. Contorul de conductivitate al buzunarului
2. Pahare chimice cu o capacitate de 50 ml - 6 bucăți
3. Cilindru de măsurare cu o capacitate de 25 ml - 1 buc.
4. O soluție de concentrații de surfactanți ionici de 28 · 10 -3 mol / l, 32 · 10 -3 mol / l.
5. Apă distilată
Măsurătorile de conductivitate cu ajutorul unui contor de conductivitate (Fig. 7) se efectuează în ordinea următoare:
1. Preparați soluții de surfactanți ionici de diferite concentrații prin diluare.
2. Turnați-le în pahare. Volumul total de soluție într-un pahar "32 ml.
3. Pregătiți conductometrul pentru lucru: îndepărtați capacul de protecție, partea de lucru se spală cu apă distilată. Mai mult, pentru a evita o eroare în rezultat, partea de lucru, după fiecare citire, este spălată cu apă distilată.
4. Citirea se face după cum urmează: partea de lucru a dispozitivului este plasată într-o soluție (Fig. 7) , pornesc dispozitivul prin apăsarea butoanelor din partea superioară a dispozitivului, după stabilirea citirilor pe afișaj, sunt înregistrate, oprite și clătite partea de lucru a dispozitivului cu un flux de apă distilată de la spălare. Datele obținute sunt rezumate în tabelul 1.
Concentrația critică a micelelor este concentrația agentului tensioactiv în soluția la care se formează micelele stabile. La concentrații scăzute, agenții tensioactivi formează soluții adevărate. Cu o creștere a concentrației de agent tensioactiv, CMC este obținută, adică o astfel de concentrație de agent tensioactiv la care apar micelele care sunt în echilibru termodinamic cu moleculele tensioactive neasociate. Când soluția este diluată, micelele se dezintegrează și, odată cu creșterea concentrației de tensioactivi, acestea reapar. Deasupra CMC, întregul exces de surfactant este sub formă de micelii. Cu un conținut de agent tensioactiv foarte ridicat, în sistem se formează cristale lichide sau geluri.
Există două metode cele mai frecvente și utilizate cel mai des pentru determinarea CMC: prin măsurarea tensiunii de suprafață și solubilizare. În cazul surfactanților ionici, metoda conductometrică poate fi folosită și pentru măsurarea KKM. Multe proprietăți fizico-chimice sunt sensibile la formarea micelelor, de aceea, există multe alte posibilități pentru determinarea CMC.
Dependența KKM de: 1)structura unui radical hidrocarbonat într-o moleculă de agent tensioactiv: Lungimea unui radical hidrocarbonat are un efect decisiv asupra formării micelelor în soluții apoase. Scăderea energiei Gibbs a sistemului ca urmare a formării micelelor este mai mare, cu cât este mai lung lanțul de hidrocarburi. Capacitatea de formare a micelelor este caracteristică moleculelor tensioactive cu lungimea radicalilor UV mai mult de 8-10 atomi de carbon. 2 ) natura grupului polar:joacă un rol semnificativ în micelizare în medii apoase și neapoase. 3) electroliți: Introducerea electroliților în soluții apoase de surfactanți neionici are un efect slab asupra CMC și a mărimii micelelor. Pentru surfactanții ionici, acest efect este semnificativ. Odată cu creșterea concentrației de electroliți, crește masa micelară a agenților tensioactivi ionici. Efectul electroliților este descris prin ecuație: ln CMC \u003d a - bn - k ln c, undea este o constantă care caracterizează energia de dizolvare a grupelor funcționale, b este o constantă care caracterizează energia de dizolvare pentru fiecare grup de CH2, n este numărul de grupuri de CH2, k este o constantă, iar c este concentrația de electrolit. În absența electrolitului, c \u003d KKM. 4) Introducerea non-electroliților (solvenți organici) duce, de asemenea, la o modificare a CMC. Acest lucru se datorează scăderii gradului de disociere a surfactanților și micelelor monomerice. Dacă moleculele de solvent nu intră în micelele, atunci acestea cresc CMC. Pentru a regla proprietățile agenților tensioactivi, se folosesc amestecuri ale acestora, adică amestecuri având o capacitate mai mare sau mai puțin ridicată de formare a micelelor.4) temperatura: o creștere a temperaturii crește mișcarea termică a moleculelor și contribuie la o scădere a agregării moleculelor tensioactive și la o creștere a CMC. În cazul surfactanților neionici *, CMC scade odată cu creșterea temperaturii, CMC a tensioactivilor ionici ** depinde slab de temperatură.
* Surfactanții nonionici nu se disociează atunci când dizolvați în non; Purtătorii hidrofili în ele sunt de obicei grupări hidroxil și lanțuri de poliglicol de diferite lungimi.
** Surfactanții ionogeni se disociază în soluție în ioni, unii dintre ei având activitate de adsorbție, alții (contraionii) nu sunt activi de adsorbție.
6. Spumă. Proprietățile și caracteristicile spumelor. Structura. Spuma de stabilitate. (G / F)
Sunt dispersii de gaz foarte grosiere, foarte concentrate într-un lichid. Datorită fazei excesive de gaz și comprimării reciproce a bulelor, acestea nu au o formă sferică, ci o formă poliedrică. Pereții lor constau din filme foarte subțiri dintr-un mediu de dispersie lichidă. Drept urmare, spumele au o structură de fagure. Ca urmare a structurii speciale a spumei, acestea au o rezistență mecanică.
Caracteristici cheie:
1) multiplicitatea - este exprimată prin raportul dintre volumul spumei și volumul soluției originale a agentului de spumare ( nizkokratnye spumă (K de la 3 la câteva zeci) - forma celulelor este aproape de sferice, iar dimensiunea filmului este mică
și vysokokratnye (K până la câteva mii) - este caracteristică o structură celulară a canalului de film, în care un roi de celule pline de gaz sunt separate de pelicule subțiri)
2) capacitatea de spumare a unei soluții este cantitatea de spumă exprimată prin volumul său (cm 3) sau înălțimea coloanei (m), care este formată dintr-un volum constant dat al unei soluții de spumare, supusă anumitor condiții standard de spumare pentru un timp constant. ( sunt instabile spumele există numai cu amestecare continuă de gaz cu soluție de spumare în prezență. agenți de suflare de tipul I, de ex. alcooli inferiori și org. la-t. După încetarea alimentării cu gaz, astfel de spume se prăbușesc rapid. Foarte stabil spuma poate exista pentru mulți minute și chiar ore. Săpunurile de tipul 2, care oferă spume extrem de stabile, includ săpunuri și sintetice. Surfactant) 3) stabilitatea (stabilitatea) spumei - capacitatea sa de a menține volumul total, dispersia și de a preveni curgerea lichidului (syneresis). 4) dispersia spumei, care poate fi caracterizată prin mărimea medie a bulelor, distribuția dimensiunii acestora sau interfața soluție-gaz într-un volum unitar al spumei.
Se formează spume atunci când gazul este dispersat într-un lichid în prezența unui stabilizator. Fără un stabilizator, nu se pot obține spume stabile. Rezistența și durabilitatea spumei depind de proprietățile și conținutul agentului spumant adsorbit la interfață.
Stabilitatea spumelor depinde de următorii factori principali: 1. Natura și concentrația agentului de suflare. (agenții de suflare sunt împărțiți în două tipuri. 1. Agenți de spumare de prim fel. Acestea sunt compuși (alcooli inferiori, acizi, anilină, crezoli). Spumele de la soluții de agenți de spumare de prim fel se dezintegrează rapid pe măsură ce lichidul inter-membranar expiră. Stabilitatea spumelor crește odată cu creșterea concentrației agentului de spumare, atingând o valoare maximă până când stratul de adsorbție este saturat, iar apoi scade până la aproape zero. 2 . Agenți de spumare de al doilea fel (săpunuri, tensioactivi sintetici) formează sisteme coloidale în apă, ale căror spume sunt foarte stabile. Fluxul de lichid inter-membranar în astfel de spume metastabile încetează la un moment dat, iar cușca de spumă poate rămâne mult timp în absența efectului dăunător al factorilor externi (vibrații, evaporare, praf etc.). 2. Temperatura. Cu cât temperatura este mai ridicată, cu atât stabilitatea este mai mică vâscozitatea straturilor de interbubble scade și solubilitatea substanțelor active de suprafață (tensioactivi) în apă crește. Structura spumă:Bulele de gaz din spume sunt separate de cele mai subțiri filme, care formează împreună un cadru de film, care servește ca bază a spumelor. Un astfel de schelet de film este format dacă volumul de gaz este de 80-90% din volumul total. Bulele se potrivesc perfect unele cu altele și doar o peliculă subțire a agentului spumant le separă. Bulele sunt deformate și ia forma pentaedrului. De obicei, bulele sunt situate în volumul spumei, astfel încât cele trei filme între ele sunt conectate așa cum se arată în Fig.
Trei pelicule converg în fiecare margine a poliedrului, unghiurile între ele fiind egale cu 120 °. Îmbinarea filmelor (marginile poliedrului) se caracterizează prin îngroșări, formând un triunghi în secțiunea transversală. Aceste îngroșări sunt numite canalele Plateau-Gibbs, în onoarea oamenilor de știință celebri - omul de știință belgian J. Plateau și americanul - J. Gibbs, care au contribuit foarte mult la studiul spumelor. Patru canale Plateau-Gibbs converg într-un singur punct, formând aceleași unghiuri de 109 ° 28 peste spumă
7. Caracterizarea componentelor sistemelor de dispersie.SISTEM DISPERSAT - un sistem eterogen de două sau mai multe faze, dintre care una (mediu de dispersie) este continuă, iar cealaltă (faza dispersată) este dispersată (distribuită) în ea sub formă de particule separate (solide, lichide sau gazoase). Cu o dimensiune a particulelor de 10 -5 cm sau mai puțin, sistemul se numește coloidal.
MEDIUL DE DISPERSIE - faza continuă externă a unui sistem dispersat. Mediul de dispersie poate fi solid, lichid sau gazos.
FASE DISPERSATE - o fază internă, fragmentată a unui sistem dispersat.
DISPERSIE - gradul de fragmentare a fazei dispersate a sistemului. Se caracterizează prin suprafața specifică a particulelor (în m 2 / g) sau dimensiunile lor liniare.
* În funcție de mărimea particulelor din faza dispersată, sistemele dispersate sunt împărțite condiționat: dispersat grosier și dispersat fin (foarte). Acestea din urmă sunt numite sisteme coloidale. Dispersia este estimată în funcție de dimensiunea medie a particulelor, bătăi. compoziția de suprafață sau particule. * În funcție de starea de agregare a mediului de dispersie și faza dispersată, se remarcă o urmă. DOS. tipuri de sisteme dispersate:
1) Sisteme aerodispersate (dispersate prin gaz) cu un mediu de dispersie a gazului: aerosoli (fumuri, praf, cețe), pulberi, materiale fibroase, cum ar fi pâslă. 2) Sisteme cu un mediu de dispersie lichidă; faza dispersată m. solide (suspensii și paste grosiere, soluri și geluri fin dispersate), lichide (emulsii grosiere dispersate, microemulsii și latexuri dispersate fin) sau gaz (emulsii și spume de gaz dispersate grosiere).
3) Sisteme cu un mediu solid de dispersie: corpuri sticloase sau cristaline cu incluziuni de particule solide mici, picături lichide sau bule de gaz, de exemplu, pahare de rubin, minerale opale, diverse materiale microporoase. * Sistemele de dispersie liofile și liofobe cu un mediu de dispersie lichidă diferă în funcție de cât de aproape sau diferit în proprietățile lor faza dispersată și mediul de dispersie.
În liofilie Pentru sistemele de dispersie, interacțiunile intermoleculare de pe ambele părți ale fazei de separare a suprafeței diferă nesemnificativ, prin urmare, GRATUIT. energia de suprafață (pentru tensiunea de suprafață - lichid) este extrem de mică (de obicei sutimi de mJ / m2), granița de suprafață (strat de suprafață) m. estompată și în grosime este adesea proporțională cu dimensiunea particulelor din faza dispersată.
Sistemele de dispersie liofilică sunt de echilibru termodinamic, sunt întotdeauna bine dispersate, se formează spontan și, dacă se păstrează condițiile pentru apariția lor, pot exista o perioadă îndelungată în mod arbitrar. Sistemele tipice liofile dispersate sunt microemulsiile, anumite amestecuri de polimer-polimeri, sisteme surfactante micelare, sisteme dispersate cu cristalin lichid. faze dispersate. Sistemele de dispersie liofilică includ, de asemenea, adesea minerale de montmorillonit care se umflă și se dispersează spontan în mediul acvatic, de exemplu argile cu bentonită.
În liofob sisteme dispersate interacțiune intermoleculară. în mediul de dispersie și în faza dispersată este semnificativ diferită; sp. GRATUIT. energia de suprafață (tensiunea superficială) este excelentă - din câteva unități la mai multe. sute (și mii) mJ / m 2; limita de fază este exprimată destul de clar. Sistemele dispersate liofobe nu sunt echilibrate termodinamic; un exces mare de libertate. energia de suprafață determină apariția în ele a proceselor de tranziție către o stare mai favorabilă din punct de vedere energetic. În izotermă. coagularea este posibilă - apropierea și asocierea particulelor care își păstrează forma și dimensiunea inițială în agregate dense, precum și extinderea particulelor primare datorate coalescenței - fuziunea picăturilor sau bulelor de gaz, recristalizarea colectivă (în cazul fazei dispersate cristaline) sau izotermelor. distilare (transfer mol) a fazei dispersate de la particule mici la particule mari (în cazul sistemelor dispersate cu un mediu de dispersie lichidă, ultimul procedeu se numește recondensare). Sistemele de dispersie liofobe instabile și, prin urmare, instabile își schimbă continuu compoziția de dispersie în direcția extinderii particulelor până la separarea completă în macrofaze. Cu toate acestea, sistemele de dispersie liofobe stabilizate pot menține dispersia în timp. timp.
8. Schimbarea stabilității agregate a sistemelor de dispersie folosind electroliți (Regula Schulze-Hardy).
Ca măsură a stabilității agregate a sistemelor dispersate, putem lua în considerare rata coagulării sale. Sistemul este cu atât mai stabil, cu atât procesul de coagulare este mai lent. Coagularea este procesul de lipire a particulelor, formarea de agregate mai mari cu separarea ulterioară a fazelor - distrugerea sistemului dispersat. Coagularea apare sub influența diverșilor factori: îmbătrânirea sistemului coloidal, modificări ale temperaturii (încălzire sau îngheț), presiune, stres mecanic, efectele electroliților (cel mai important factor). Regula generalizată Schulze - regula Hardy (sau regula semnificației) prevede: din doi ioni electroliți, unul al cărui semn este opus semnului de încărcare al unei particule coloidale are un efect coagulant, iar această acțiune este mai puternică, cu atât valența ionului coagulant este mai mare.
Electroliții pot provoca coagulare, dar au un efect vizibil atunci când este atinsă o anumită concentrație. Concentrația minimă de electrolit care provoacă coagulare se numește prag de coagulare, este de obicei indicată de litera γ și este exprimată în mmol / L. Pragul de coagulare este determinat de începutul turbidității soluției, prin schimbarea culorii acesteia sau prin începutul eliberării substanței în fază dispersată în precipitat.
Când un electrolit este introdus într-un strat, grosimea dublei straturi electrice și mărimea potențialului electrokinetic change se schimbă. Coagularea nu are loc în punctul izoelectric (ζ \u003d 0), dar când se atinge o anumită valoare suficient de mică a potențialului zeta (ζcr, potențial critic).
Dacă │ζ│\u003e │ζкр│, solul este relativ stabil, pentru │ζ│<│ζкр│ золь быстро коагулирует. Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами − concentrare și neutralizare.
Coagularea în concentrație este asociată cu o creștere a concentrației de electrolit, care nu intră în interacțiune chimică cu componentele soluției coloidale. Astfel de electroliți sunt numiți indiferenți; nu au ioni capabili să completeze miezul micelelor și să reacționeze cu ioni de determinare a potențialului. Odată cu creșterea concentrației electrolitului indiferent, stratul difuz de contrare micelare se micșorează, trecând în stratul de adsorbție. Drept urmare, potențialul electrokinetic scade și poate deveni egal cu zero. Această stare a sistemului coloidal este numită izoelectrică.Odată cu scăderea potențialului electrokinetic, stabilitatea agregată a soluției coloidale scade, iar la o valoare critică a potențialului zeta, începe coagularea. Potențialul termodinamic nu se schimbă.
În timpul coagulării neutralizării, ionii electrolitului adăugat neutralizează ionii determinanți ai potențialului, potențialul termodinamic scade și potențialul zeta scade în consecință.
Când se introduc electroliți care conțin ioni cu încărcare multiplă cu o sarcină opusă sarcinii de particule în porțiuni ale sistemului coloidal, solul rămâne mai întâi stabil, apoi coagularea are loc într-un anumit interval de concentrație, apoi solul devine din nou stabil, iar în final, cu un conținut ridicat de electroliți, coagularea se produce din nou, în sfârșit . Ioni organici volumetrici de coloranți și alcaloizi pot provoca, de asemenea, un fenomen similar.
Să analizăm mai detaliat distribuția moleculelor tensioactive în soluție (vezi Fig. 21.1). Unele molecule tensioactive sunt adsorbite la interfața lichid - gaz (apă - aer). Toate legile care au fost luate în considerare anterior pentru adsorbția agenților tensioactivi la interfața dintre lichid și mediu gazos (a se vedea capitolele 4 și 5) sunt valabile și pentru agenții tensioactivi coloizi. Între moleculele surfactante din stratul de adsorbție 1 și molecule în soluție 2 există un echilibru dinamic. Unele molecule surfactante din soluție sunt capabile să formeze micelele 3 ; între moleculele surfactante din soluție și moleculele care alcătuiesc micelele, există și echilibru. Acest echilibru din fig. 21.1 este indicat de săgeți.
Formarea micelelor din moleculele de tensioactivi dizolvați poate fi reprezentată după cum urmează:
mM? (M) m (21,5)
unde M - greutatea moleculară a unei molecule surfactante; m - numărul de molecule tensioactive din micelă.
Starea de tensioactivi în soluție depinde de concentrația lor. La concentrații mici (10-4-10-2 M) se formează adevărate soluții, iar surfactanții ionici prezintă proprietăți electrolitice. La atingerea unei concentrații critice de micelă (CMC), se formează micelele care sunt în echilibru termodinamic cu moleculele surfactante din soluție. La o concentrație de agent tensioactiv peste KKM, excesul de agent tensioactiv trece în micelele. Cu un conținut semnificativ de agent tensioactiv, se pot forma cristale lichide (a se vedea punctul 21.4) și geluri.
În regiunea apropiată CMC, se formează micele sferice (Fig. 21.3). Cu o creștere a concentrației de agent tensioactiv, apar lamelare (fig. 21.1) și micelele cilindrice.
Micelele sunt alcătuite dintr-un miez lichid de hidrocarburi 4 (Fig. 21.1), acoperit cu un strat de grupări ionogene polare 5 . Starea lichidă a lanțurilor de hidrocarburi este ordonată structural și, prin urmare, diferă de faza lichidă (apă) în vrac.
Un strat de grupe polare de molecule surfactante iese deasupra suprafeței miezului la 0,2-0-0,5 nm, formând un strat care formează potențial (a se vedea punctul 7.2). Se ridică un dublu strat electric, care determină mobilitatea electroforetică a micelelor.
Învelișul polar hidrofil al micelelor reduce brusc tensiunea superficială a interfeței la interfața micelă - lichid (apă). În acest caz, condiția (10.25) este îndeplinită, ceea ce înseamnă formarea spontană a micelelor, liofilicitatea soluției micelare (coloidale) și stabilitatea termodinamică a acesteia.
Cea mai importantă proprietate a suprafeței în soluțiile tensioactive este tensiunea de suprafață y (vezi Fig. 2.3), și presiunea osmotică p (vezi Fig. 9.4) și conductivitatea electrică molară? L, care caracterizează capacitatea unei soluții care conține ioni de conducere. curent electric.
În fig. Figura 21.2 prezintă modificările tensiunii superficiale în ZhG (curba 2 ), presiunea osmotică p (curba 3 ) și conductivitatea molară l (curba 4 ) în funcție de concentrația soluției de sulfat de sodiu dodecil, care se disociază conform ecuației (21.3). Zona în care încetează scăderea tensiunii superficiale a soluțiilor de tensioactivi coloidali este denumită concentrație critică de micelă. (CMC).
[Introduceți text]
Presiunea osmotică p (curba 3 ) mai întâi, în conformitate cu formula (9.11), pe măsură ce crește concentrația de agent tensioactiv. În regiunea CMC, această creștere se oprește, care este asociată cu formarea micelelor, a căror dimensiune depășește în mod semnificativ dimensiunea moleculelor de surfactanți dizolvați. Încetarea creșterii presiunii osmotice datorită creșterii dimensiunii particulelor rezultă direct din formula (9.13), conform căreia presiunea osmotică este invers proporțională cu cubul razei particulelor r 3. Legarea moleculelor tensioactive la micelele reduce concentrația lor în soluție sub formă de electroliți. Această circumstanță explică scăderea conductivității molare în regiunea CMC (curba 4 ).
Din punct de vedere matematic, KKM poate fi definit ca punctul de inflexiune asupra „proprietății soluțiilor curbilor tensioactivi - concentrație” (vezi Fig. 21.2), când a doua derivată a acestei proprietăți devine egală cu zero, adică. d 2 N/dc 2 \u003d 0. Formarea micelelor trebuie considerată ca un proces analog tranziției de fază de la adevărata soluție de agent tensioactiv la starea asociată în micelele; în timp ce formarea micelelor apare spontan.
Concentrația de agenți tensioactivi sub formă micelară semnificativ, cu mai multe ordine de mărime, depășește concentrația de agenți tensioactivi din soluție. Micelele fac posibilă obținerea de soluții de surfactanți coloidali cu un conținut ridicat de solut în comparație cu soluții adevărate. În plus, micelele sunt un fel de depozitare a agenților tensioactivi. Echilibrul dintre starea diferită a agentului tensioactiv din soluție (a se vedea Fig. 21.1) este mobil, iar pe măsură ce agentul tensioactiv este utilizat, de exemplu, cu o creștere a interfeței, unele dintre moleculele tensioactive din soluție se reumple din cauza micelelor.
CMC este proprietatea cea mai importantă și distinctivă a surfactanților coloidali. CMC corespunde concentrației de agent tensioactiv la care micelele apar în soluție care se află în echilibru termodinamic cu molecule (ioni) tensioactivi. În regiunea CMC, proprietățile suprafeței și volumelor soluțiilor se schimbă brusc.
CMC este exprimat în aluniți pe litru sau ca procent de solut. Pentru stearatul de calciu la 323 K, CMC este 5,10-4 mol / L, iar pentru esterii de zaharoză (0,51,0) 10-5 mol / L.
Valorile CMC nu sunt mari, o cantitate mică de surfactanți este suficientă pentru ca proprietățile cele mai mari ale soluțiilor lor să apară. Subliniem încă o dată că nu toți agenții tensioactivi sunt capabili să formeze micelele. O condiție necesară pentru formarea micelelor este prezența unei grupe polare în molecula agentului tensioactiv (vezi Fig. 5.2) și o lungime suficient de mare a radicalului hidrocarbonat.
Micelele sunt, de asemenea, formate în soluții neapoase de agenți tensioactivi. Orientarea moleculelor tensioactive în solvenți nepolari este opusă orientării lor în apă, adică. radical hidrofob, cu fața unui lichid hidrocarbonat.
CMC se manifestă într-un anumit interval de concentrație de agent tensioactiv (vezi Fig. 21.2). Odată cu creșterea concentrației de agent tensioactiv, pot apărea două procese: o creștere a numărului de micelii sferice și o modificare a formei lor. Micelele sferice își pierd forma obișnuită și se pot transforma în cele lamelare.
Astfel, în regiunea CMC, se produce cea mai semnificativă modificare a proprietăților de masă și de suprafață a soluțiilor de surfactanți coloidali și apar curburi pe curbele care caracterizează aceste proprietăți (vezi Fig. 21.2).
Proprietățile în vrac ale surfactanților coloidali se manifestă în procese precum solubilizarea, formarea de spume, emulsii și suspensii. Cea mai interesantă și specifică dintre aceste proprietăți este solubilizarea.
solubilizarea ei numesc dizolvarea în soluții de agenți tensioactivi coloizi ai acelor substanțe care sunt de obicei insolubile într-un anumit lichid. De exemplu, ca urmare a solubilizării în soluții apoase de agenți tensioactivi, lichidele cu hidrocarburi sunt dizolvate, în special benzina și kerosenul, precum și grăsimile care nu se dizolvă în apă.
[Introduceți text]
Solubilizarea este asociată cu pătrunderea în micelele substanțelor numite solubilizatoare. Mecanismul de solubilizare pentru natura diferită a solubilizaților poate fi explicat folosind Fig. 21.3. La solubilizare, substanțele nepolare (benzen, hexan, benzină etc.) sunt introduse în micelă. Dacă solubilizatul conține grupe polare și nepolare, atunci este localizat în micelă cu capătul hidrocarburii spre interior, iar grupul polar orientat spre exterior. Pentru solubilizații care conțin mai multe grupe polare, adsorbția pe stratul exterior al suprafeței micelelor este cel mai probabil.
Solubilizarea începe atunci când concentrația de agent tensioactiv atinge CMC. La o concentrație de surfactant peste CMC, numărul micelelor crește, iar solubilizarea se desfășoară mai intens. Capacitatea de solubilizare a surfactanților coloidali crește în această serie omologă pe măsură ce numărul radicalilor hidrocarburi crește. Surfactanții ionogeni au o capacitate mai mare de solubilizare în comparație cu cei non-inogeni.
Capacitatea de solubilizare a agenților tensioactivi coloizi activi biologic - chelat de sodiu și dezoxicat - este deosebit de semnificativă. Solubilizarea și emulsionarea (vezi paragraful 15.4) sunt procesele principale de absorbție a grăsimilor; ca urmare a solubilizării, grăsimile se dizolvă în apă, apoi sunt absorbite de organism.
Astfel, proprietățile în vrac ale soluțiilor tensioactive coloidale se datorează formării micelelor.
Toate sistemele dispersate, în funcție de mecanismul formării lor conform clasificării P. A. Rebinder, sunt împărțite în liofile, care sunt obținute prin dispersia spontană a uneia dintre faze (formarea spontană a unui sistem heterogen liber dispersat) și liofobă, rezultată din dispersia și condensarea cu supersaturare (forțată formarea unui sistem eterogen dispersat liber).
Prezența părților hidrofile și oleofile în moleculele tensioactive este o caracteristică distinctivă a structurii lor. În funcție de capacitatea lor de a se disocia în soluții apoase, surfactanții sunt împărțiți în ionici și nonionici. La rândul său, surfactanții ionici sunt împărțiți în anionici, cationici și amfolitici (amfoteric).
1) Surfactanții anionici se disociază în apă pentru a forma un anion activ la suprafață.
2) Surfactanții cationici se disociază în apă pentru a forma un cation activ la suprafață.
3) Surfactanții amolitici conțin două grupări funcționale, una dintre ele fiind acidă și cealaltă are o natură de bază, de exemplu, grupările carboxilice și amine. Surfactanții amolitici prezintă proprietăți anionice sau cationice în funcție de pH-ul mediului.
Toți agenții tensioactivi cu privire la comportamentul lor în apă sunt împărțiți cu adevărat solubili și coloidali.
Surfactanții cu adevărat solubili în soluție sunt într-o stare moleculară dispersată până la concentrații corespunzătoare soluțiilor lor saturate și separarea sistemului în două faze continue.
Principala caracteristică distinctivă a agenților tensioactivi coloidali este capacitatea de a forma sisteme dispersate eterogene stabile (liofilice) termodinamic (asociate sau micelare). Principalele proprietăți ale agenților tensioactivi coloizi, determinând calitățile lor valoroase și utilizarea pe scară largă, includ activitatea ridicată a suprafeței; capacitatea de formare spontană a micelelor - formarea de soluții coloidale liofile la o concentrație de surfactant peste o anumită valoare, numită concentrație critică de formare a micelelor (KKM); capacitatea de solubilizare - o creștere accentuată a solubilității substanțelor în soluții de surfactanți coloidali datorită „introducerii” lor în micelă; capacitate ridicată de stabilizare a diverselor sisteme de dispersie.
La concentrații peste KKM, moleculele surfactante sunt reunite în micelele (asociate) și soluția va fi transformată într-un sistem coloidal mic (asociativ).
O micelă surfactantă se înțelege că înseamnă un asociat al moleculelor difile, ale căror grupări liofile se confruntă cu solventul corespunzător și grupările liofobe se combină între ele pentru a forma un miez de micelă. Numărul de molecule care alcătuiesc micelele se numește numărul de asociere, iar cantitatea totală de mase moleculare ale moleculelor din micelă, sau produsul masei micelelor prin numărul Avogadro, se numește masa micelară. O anumită orientare a moleculelor tensioactive difile într-o micelă asigură o tensiune superficială minimă la interfața micelă - medie.
La concentrații de surfactant în soluție apoasă care depășește ușor KKM, conform ideilor lui Hartley, se formează micelele sferice (micelele Hartley). Partea interioară a micelelor Gartley este formată din radicali hidrocarburi împletite, grupele polare ale moleculelor tensioactive sunt transformate în faza apoasă. Diametrul unor astfel de micelii este egal cu dublul lungimii moleculelor tensioactive. Numărul de molecule dintr-o micelă crește rapid într-o gamă restrânsă de concentrații și, odată cu o creștere suplimentară a concentrației, practic nu se schimbă, dar numărul micelelor crește. Micelele sferice pot conține între 20 și 100 de molecule sau mai mult.
Odată cu creșterea concentrației de agenți tensioactivi, sistemul micelar trece printr-o serie de stări de echilibru care diferă în număr de asociere, dimensiuni și formă de micelă. Când se ajunge la o anumită concentrație, micelele sferice încep să interacționeze între ele, ceea ce contribuie la deformarea lor. Micelele tind să ia o formă lamelară cilindrică, asemănătoare unui disc, sub formă de disc.
Micelizarea în medii neapoase, de regulă, este rezultatul acțiunii forțelor atractive între grupurile polare ale tensioactivilor și interacțiunea radicalilor hidrocarburi cu moleculele de solvent. Micelele rezultate de tip invers conțin grupe polare neshidratate sau hidratate înconjurate de un strat de radicali hidrocarburi. Numărul de asociații (de la 3 la 40) este semnificativ mai mic decât în \u200b\u200bcazul soluțiilor apoase de agent tensioactiv. De regulă, crește cu o creștere a radicalului hidrocarburilor până la o anumită limită.
Concentrația critică a micelelor este cea mai importantă caracteristică a soluțiilor tensioactive. Depinde în primul rând de structura radicalului hidrocarbonat din molecula tensioactivă și de natura grupului polar, de prezența electroliților și neelectrolitelor în soluție, temperatură și alți factori.
Factorii care afectează KKM:
1) Odată cu creșterea lungimii radicalului hidrocarbonat, solubilitatea agentului tensioactiv crește și KKM crește. Ramificarea, nesaturarea și ciclizarea radicalului hidrocarbonat reduc tendința de formare a micelelor și cresc KKM. Natura grupului polar joacă un rol semnificativ în formarea micelelor în medii apoase și neapoase.
2) Introducerea electroliților în soluții apoase de tensioactivi neionici are un efect slab asupra mărimii KKM și a micelelor. Pentru agenții tensioactivi ionogeni, acest efect este semnificativ.
3) Introducerea non-electroliților (solvenților organici) în soluții apoase de agent tensioactiv determină, de asemenea, o modificare a KKM.
4) Temperatura
Metodele de determinare a KKM se bazează pe înregistrarea unei schimbări accentuate a proprietăților fizico-chimice ale soluțiilor tensioactive în funcție de concentrație (de exemplu, tensiunea superficială σ, turbiditatea τ, conductibilitatea electrică echivalentă λ, presiunea osmotică π și indicele de refracție n). Pe curba de dependență a proprietății - compoziție, un kink apare de obicei în regiunea KKM.
1
) Metoda conductometrică este utilizată pentru a determina KKM de surfactanți ionici.
2) O altă metodă pentru determinarea KKM se bazează pe măsurarea tensiunii de suprafață a soluțiilor apoase de agent tensioactiv, care scade brusc odată cu creșterea concentrației până la KKM, și apoi rămâne constantă.
3) Solubilizarea coloranților și hidrocarburilor în micele face posibilă determinarea KKM a tensioactivilor ionici și nonionici atât în \u200b\u200bsoluții apoase, cât și în cele non-apoase. Când concentrația corespunzătoare KKM este atinsă în soluția de agent activ de suprafață, solubilitatea hidrocarburilor și a coloranților crește brusc.
4) Măsurarea intensității de împrăștiere a luminii în timpul formării micelelor permite nu numai găsirea KKM printr-o creștere accentuată a pantei curbei de concentrație, dar și pentru a determina masa micelară și numărul de asociere.
Factorii care afectează BMC
CMC depinde de mulți factori, dar este determinat în primul rând de structura radicalului hidrocarbonat, de natura grupului polar, de adăugarea diferitelor substanțe la soluție și de temperatură.
Lungimea radicalului R hidrocarbonat.
Pentru soluții apoase - în seria omologă pentru omologi vecini, raportul KKM ≈ 3.2 are valoarea coeficientului regulii Duclo-Traube. Cu cât R este mai mare, cu atât energia sistemului este mai scăzută în timpul formării micelelor, de aceea, cu cât radicalul hidrocarburilor este mai lung, cu atât este mai mic CMC.
Capacitatea de asociere se manifestă în molecule de agent tensioactiv la R\u003e 8-10 atomi de carbon C. Ramificarea, nesaturarea, ciclizarea reduc tendința de MCO și CMC.
Pentru mediul organic când R crește solubilitatea și CMC.
KKM în soluții apoase depinde cel mai mult de lungimea radicalului hidrocarbonat: în timpul formării micelelor, scăderea energiei Gibbs a sistemului este mai mare, cu atât este mai lung cu lanțul de hidrocarburi tensioactivi, adică cu cât este mai lung radicalul, cu atât mai puțin KKM. Ie cu cât radicalul hidrocarbonat este mai lung al moleculei de agent tensioactiv, umplutura de suprafață monocapa (G ) este obținută la concentrații mai mici și mai scăzută CMC.
Studiile de micelizare au arătat că formarea asociaților moleculelor tensioactive are loc în cazul radicalilor hidrocarburi constând din 4 până la 7 atomi de carbon. Cu toate acestea, în astfel de compuși diferența dintre părțile hidrofile și hidrofobe nu este suficient de pronunțată (valoare ridicată a HLB). În acest sens, energia de agregare este insuficientă pentru a reține asociații - acestea sunt distruse de mișcarea termică a moleculelor de apă (mediu). Capacitatea de formare a micelelor este dobândită de molecule surfactante, al căror radical hidrocarbon conține 8 - 10 sau mai mulți atomi de carbon.
Natura grupului polar.
În soluții apoase de agent tensioactiv, grupările hidrofile păstrează agregate în apă și își reglează mărimea.
pentru mediul acvatic din mediul organic
RT lnKKM \u003d a - bn
unde a este o constantă care caracterizează energia de dizolvare a grupului funcțional (părți polare)
c este o constantă care caracterizează energia de dizolvare pentru fiecare grupă - CH2.
Natura grupului polar joacă un rol semnificativ în MCO. Influența sa reflectă coeficientul a, cu toate acestea, influența naturii grupului polar este mai puțin semnificativă decât lungimea radicalului.
Pentru un R egal, acea substanță are un CMC mare, în care grupa sa polară se disociază mai bine (prezența grupărilor ionogene este solubilitatea agenților tensioactivi), prin urmare, cu un radical egal, IPC CMAS\u003e CMC NIPAS.
Prezența grupelor ionogene crește solubilitatea agenților tensioactivi în apă, prin urmare, se câștigă mai puțină energie pentru transferul moleculelor ionogene într-o micelă decât pentru moleculele neionice. Prin urmare, CMC pentru surfactanți ionici este de obicei mai mare decât pentru tensioactivi neionici, cu aceeași hidrofobie a moleculei (numărul de atomi de carbon din lanțuri).
Efectul aditivilor electroliților și substanțelor organice polare.
Introducerea electroliților în soluții IPAS și NIPAS determină un efect diferit:
1) în soluții de IPAS SEL-ta ↓ KKM.
Rolul principal îl joacă concentrarea și încărcarea contraionilor. Ionii incarcati cu acelasi nume ca ionul de agent tensioactiv din MC afecteaza slab CMC.
Facilitarea MCO se explică prin compresia stratului difuz de contraioni, suprimarea disocierii moleculelor tensioactive și deshidratarea parțială a ionilor tensioactivi.
Reducerea încărcăturii micelelor slăbește repulsia electrostatică și facilitează atașarea de noi molecule la micelă.
Adăugarea electrolitului are efecte reduse asupra ICIP NIPAV.
2) Adăugarea substanțelor organice în soluții apoase de agent tensioactiv afectează CMC în diferite moduri:
compuși cu greutate moleculară mică (alcooli, acetonă) KKM (dacă nu există solubilizare)
compuși cu lanț lung ↓ CMC (stabilitatea micelelor crește).
3). Efectul temperaturii T.
Există o altă natură a influenței T asupra IPAV și NIPAV.
O creștere a soluțiilor T de IPAS îmbunătățește mișcarea termică și previne agregarea moleculelor, dar mișcarea intensă reduce hidratarea grupelor polare și promovează asocierea acestora.
Mulți agenți tensioactivi cu R mare datorită solubilității slabe nu formează soluții micelare. Cu toate acestea, atunci când T se schimbă, solubilitatea agentului tensioactiv poate crește și se detectează MCO.
T, cu o pisică. solubilitatea IPAS crește datorită formării MC, numită punctul Kraft (de obicei 283-293 K).
T. Kraft nu coincide cu T PL TV. Surfactant, dar se află mai jos, deoarece într-un gel umflat, surfactantul este hidratat și acest lucru facilitează topirea.
C, mol / L tensioactiv + soluție
r 
ast-mots MTs + rr
Fig. 7.2. Diagrama de fază a unei soluții tensioactive coloidale în apropierea punctului Kraft
Pentru a obține un agent tensioactiv cu o valoare scăzută a punctului Kraft:
a) introducerea CH 3 - sau substituenți laterali;
b) introduceți o comunicare nesaturată "\u003d";
c) segmentul polar (oxietilen) între grupul ionic și lanț.
Deasupra punctului K al plutei, MC-urile IPAS se descompun în asociații mai mici - apare demicelizarea.
(Formarea micelelor are loc într-un interval de temperatură definit pentru fiecare agent tensioactiv, dintre care cele mai importante caracteristici sunt punctul Kraft și punctul nor.
Punctul Kraft - limita de temperatură inferioară a formării micelelor de tensioactivi ionogeni, de obicei este egală cu 283 - 293K; la temperaturi sub punctul Kraft, solubilitatea agenților tensioactivi este insuficientă pentru formarea micelelor.
Punct de nor - limita de temperatură superioară a formării micelelor de tensioactivi neionici, valorile obișnuite sunt de 323 - 333 K; la temperaturi mai ridicate, sistemul surfactant-solvent pierde stabilitatea și este stratificat în două macrofaze.)
2) T în soluții NIPAW ↓ KKM datorită deshidratării lanțurilor de oxietilenă.
În soluțiile NIPAW, se observă un punct de cloud - limita de temperatură superioară a MCO NIPAW (323-333 K), la T mai ridicat sistemul pierde stabilitatea și este stratificat în două faze.
Termodinamica și mecanismul formării micelelor (ICC)
(Adevărata solubilitate a agenților tensioactivi se datorează creșterii S entropiei la dizolvare și, într-o măsură mai mică, a interacțiunii cu moleculele de apă.
IPAS se caracterizează prin disociere în apă, dizolvarea lor este semnificativă.
NIPAS interacționează slab cu H 2 O, solubilitatea lor este mai mică la aceeași R. Mai des ∆Н\u003e 0, prin urmare, solubilitatea la T.
Solubilitatea scăzută a agenților tensioactivi se manifestă în activitatea de suprafață "+" și cu C - într-o asociere semnificativă a moleculelor tensioactive, trecând în ICO.)
Luați în considerare mecanismul de dizolvare a agenților tensioactivi. Se compune din 2 etape: tranziția de fază și interacțiunea cu moleculele de solvent - solvare (apă și hidratare):
∆Н f.p. \u003e 0 ∆S f.p. \u003e 0 ∆Н sol. \u003e
∆H solvat.
∆ G\u003d ∆Н sol . - T∆S sol.
Pentru IPAV :
∆H solvat. dimensiuni mari, ∆Н sol. 0 și ∆G sol.
Pentru NIPAV ∆H sol. ≥0, prin urmare, la T, solubilitatea se datorează componentei de entropie.
Pentru procesul ICC, ∆Н al ICC este caracteristic. ∆ G ICR \u003d ∆Н ICR . - T∆S ICR.
Metode de determinare a CMC
Se bazează pe înregistrarea unei schimbări accentuate a proprietăților fizico-chimice ale soluțiilor tensioactive în funcție de concentrația lor (turbiditate τ, tensiune superficială σ, conductibilitate electrică echivalentă λ, presiune osmotică π și indice de refracție n).
De obicei, există o curățare pe aceste curbe, deoarece o ramură a curbei corespunde stării moleculare a soluțiilor - a doua parte corespunde stării coloidale.
Valorile KKM pentru acest sistem de surfactanți-solvent pot varia atunci când sunt determinate printr-o metodă experimentală sau alta sau când se utilizează una sau alta metodă de prelucrare matematică a datelor experimentale.
Toate metodele experimentale pentru determinarea CMC (mai mult de 70 sunt cunoscute) sunt împărțite în două grupuri. Un grup include metode care nu necesită introducerea de agenți tensioactivi în sistem - un solvent de substanțe suplimentare. Aceasta este construcția izotermelor de tensiune superficială \u003d f (C) sau \u003d f (lnC); măsurarea conductivității ( și ) a unei soluții tensioactive; studiul proprietăților optice - indicele de refracție al soluțiilor, împrăștierea luminii; studiul spectrelor de absorbție și spectrele RMN etc. Este bine definit de CMC atunci când construiește dependența solubilității tensioactivilor de valoarea de 1 / T (temperatura inversă). Metode simple și fiabile de titrare potențială și absorbție a ultrasunetelor etc.
Al doilea grup de metode pentru măsurarea CMC se bazează pe adăugarea de substanțe suplimentare la soluții și solubilizarea lor (dizolvarea coloidală) în micelele tensioactive, care pot fi înregistrate folosind metode spectrale, fluorescență, EPR, etc. Următoarele sunt o descriere succintă a unor metode pentru determinarea CMC din primul grup.
Fig. 7.2. Determinarea KKM prin metoda conductometrică (stânga).
Fig. 7.3. Determinarea CMC prin metoda de măsurare a tensiunii de suprafață
Metoda conductometrică pentru determinarea CMC este utilizată pentru agenții tensioactivi ionogeni. Dacă formarea micelelor ar fi absent în soluții apoase de surfactanți ionici, de exemplu, oleat de sodiu sau potasiu, atunci, în conformitate cu ecuația Kohlrausch (), punctele experimentale ale dependenței conductivității echivalente de concentrația C în coordonatele \u003d f () ar fi de-a lungul liniei drepte (Fig. 7.2) . Acest lucru se face la concentrații scăzute de agent tensioactiv (10 -3 mol / L), începând cu CMC, micelele ionice sunt formate înconjurate de un strat difuz de contraioni, dependența \u003d f () este ruptă și se observă un kink pe linie.
O altă metodă de determinare a CMC se bazează pe măsurarea tensiunii de suprafață a soluțiilor apoase de agent tensioactiv, care scade odată cu creșterea concentrației până la CMC, apoi rămâne aproape constantă. Această metodă este aplicabilă atât pentru agenții tensioactivi ionici cât și pentru cei neionici. Pentru a determina CMC, datele experimentale privind dependența de de C sunt de obicei prezentate în coordonatele \u003d f (lnC) (Fig. 7.3).
Izotermele σ \u003d f (C) diferă de izotermele adevăratelor soluții tensioactive cu un shar σ mai ascuțit cu C și cu prezența unui cârlig în regiunea concentrațiilor scăzute (aproximativ 10 -3 - 10 -6 mol / l), peste care σ rămâne constantă. Mai clar, acest punct CMC este dezvăluit pe izoterma σ \u003d f ln (C) în conformitate cu
Dσ \u003d Σ Γ i dμ i, pentru o componentă dată μ i \u003d μ i о + RT ln a i dμ i \u003d μ i о + RT dln a i
\u003d - Γ i \u003d - Γ i RT
Graficul dependenței indicelui de refracție n de concentrația soluției de agent tensioactiv este o linie ruptă din două segmente care se intersectează în punctul CMC (Fig. 7.4). Pe baza acestei dependențe, este posibil să se determine surfactantul KKM în medii apoase și neapoase.
În regiunea KKM, adevărata soluție (moleculară) trece într-o soluție coloidală, iar împrăștierea luminii sistemului crește brusc (toată lumea poate observa împrăștiere de lumină pe particulele de praf suspendate în aer). Pentru a determina CMC prin împrăștiere de lumină, densitatea optică a sistemului D este măsurată în funcție de concentrația agentului tensioactiv (Fig. 7.5), iar CMC se găsește din graficul D \u003d f (C).
Fig. 7.4. Determinarea CMC prin măsurarea indicelui de refracție n.
Fig. 7.5. Determinarea CMC prin metoda de împrăștiere a luminii (dreapta).