Ano ang tumutukoy sa kritikal na konsentrasyon ng pagbuo ng micelle. Kritikal na konsentrasyon sa micelle. Microemulsions, istraktura ng microdroplet, mga kondisyon ng pagbuo, mga diagram sa phase

Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang pamamahagi ng mga molekula ng surfactant sa solusyon (tingnan ang Fig. 21.1). Ang ilang mga molekulang surfactant ay na-adsorbed sa interface ng likido - gas (tubig - hangin). Ang lahat ng mga batas na dati nang isinasaalang-alang para sa adsorption ng mga surfactant sa interface sa pagitan ng likido at gas medium (tingnan ang Mga Kabanata 4 at 5) ay may bisa din para sa mga colloidal surfactant. Sa pagitan ng mga molekula ng surfactant sa layer ng adsorption 1 at mga molekula sa solusyon 2 mayroong isang dynamic na balanse. Ang ilang mga molekulang surfactant sa solusyon ay magagawang bumuo ng mga micelles 3 ; sa pagitan ng mga molekulang surfactant sa solusyon at ang mga molekula na bumubuo sa mga micelles, mayroon ding balanse. Ang balanse na ito sa fig. 21.1 ay ipinapakita ng mga arrow.

Ang pagbuo ng mga micelles mula sa mga molekula ng mga natunaw na surfactant ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:

mM? (M) m (21.5)

saan M - molekular na timbang ng isang molekula ng surfactant; m - ang bilang ng mga molekulang surfactant sa micelle.

Ang estado ng mga surfactant sa solusyon ay nakasalalay sa kanilang konsentrasyon. Sa mababang konsentrasyon (10-4-10-2 M) ang mga tunay na solusyon ay nabuo, at ang mga ionic surfactants ay nagpapakita ng mga katangian ng electrolyte. Sa pag-abot sa isang kritikal na konsentrasyon ng micelle (CMC), ang mga micelles ay nabuo na nasa thermodynamic equilibrium na may mga surfactant molecules sa solusyon. Sa isang konsentrasyon sa surfactant sa itaas ng KKM, ang labis na surfactant ay pumasa sa mga micelles. Sa isang makabuluhang nilalaman ng surfactant, ang mga likidong kristal ay maaaring mabuo (tingnan ang talata 21.4) at mga gels.

Sa rehiyon na malapit sa CMC, ang mga spherical micelles ay nabuo (Fig. 21.3). Sa pagtaas ng konsentrasyon sa surfactant, lumitaw ang lamellar (Fig. 21.1) at cylindrical micelles.

Ang mga Micelles ay binubuo ng isang likidong hydrocarbon core 4 (Fig. 21.1), pinahiran ng isang layer ng polar ionogenic na grupo 5 . Ang likidong estado ng mga kadena ng hydrocarbon ay istruktura na inayos at samakatuwid ay naiiba sa bulk na likido (tubig) na yugto.

Ang isang layer ng mga polar na grupo ng mga molekula ng surfactant ay nakausli sa itaas ng pangunahing ibabaw sa 0.2--0.5 nm, na bumubuo ng isang potensyal na bumubuo ng layer (tingnan ang talata 7.2). Ang isang dobleng de-koryenteng layer ay lumitaw, na tumutukoy sa electrophoretic kadaliang kumilos ng mga micelles.

Ang hydrophilic polar shell ng micelles nang matindi binabawasan ang interface ng interface ng interface sa micelle - liquid (water) interface. Sa kasong ito, ang kondisyon (10.25) ay natutugunan, na nangangahulugang kusang pagbuo ng mga micelles, lyophilicity ng solusyon ng micellar (koloidal) at katatagan ng thermodynamic.

Ang pinakamahalagang pag-aari ng ibabaw sa mga solusyon sa surfactant ay ang pag-igting sa ibabaw y (tingnan ang Fig. 2.3), at ang osmotic pressure p (tingnan ang Fig. 9.4) at molar electrical conductivity? L, na nagpapakilala sa kakayahan ng isang solusyon na naglalaman ng mga ions upang magsagawa electric kasalukuyang.

Sa fig. Ipinapakita ng Figure 21.2 ang mga pagbabago sa pag-igting ng ibabaw sa ZhG (curve 2 ), osmotic pressure p (curve 3 ) at molar conductivity l (curve 4 ) depende sa konsentrasyon ng solusyon ng sodium dodecyl sulfate, na naghihiwalay ayon sa equation (21.3). Ang lugar kung saan ang pagbawas sa pag-igting ng ibabaw ng mga solusyon ng mga koloidal surfactants ay natapos na tinatawag na kritikal na konsentrasyon ng micelle. (KKM).

[Ipasok ang teksto]

Osmotic pressure p (curve 3 ) una, alinsunod sa formula (9.11), habang tumataas ang konsentrasyon ng surfactant, tumataas ito. Sa rehiyon ng CMC, humihinto ang paglago na ito, na nauugnay sa pagbuo ng mga micelles, ang sukat ng kung saan makabuluhang lumampas sa laki ng mga molekula ng mga natunaw na surfactant. Ang pagtigil ng paglago ng osmotic pressure dahil sa isang pagtaas ng laki ng butil na direkta ay sumusunod sa formula (9.13), ayon sa kung saan ang osmotic pressure ay hindi pabagu-bago proporsyonal sa kubo ng butil ng radius r 3. Ang pagbubuklod ng mga molekulang surfactant sa mga micelles ay binabawasan ang kanilang konsentrasyon sa solusyon bilang mga electrolyte. Ang sitwasyong ito ay nagpapaliwanag sa pagbaba ng conductivity ng molar sa rehiyon ng CMC (curve 4 ).

Bilang matematika, ang KKM ay maaaring tukuyin bilang punto ng inflection sa "pag-aari ng mga solusyon ng mga colloidal surfactant - konsentrasyon" curves (tingnan ang Fig. 21.2), kapag ang pangalawang derivative ng pag-aari na ito ay nagiging pantay sa zero, i.e. d 2 N/dc 2 \u003d 0. Ang pagbuo ng Micelle ay dapat isaalang-alang bilang isang proseso na magkakatulad sa paglipat ng phase mula sa tunay na solusyon ng surfactant sa nauugnay na estado sa mga micelles; habang ang pagbuo ng micelle ay nangyayari nang kusang.

Ang konsentrasyon ng mga surfactant sa form ng micellar ay makabuluhang, sa pamamagitan ng maraming mga order ng magnitude, lumampas sa konsentrasyon ng mga surfactant sa solusyon. Ginagawa ng mga Micelles na makakuha ng mga solusyon ng koloidal surfactant na may mataas na nilalaman ng solute kung ihahambing sa totoong mga solusyon. Bilang karagdagan, ang mga micelles ay isang uri ng pag-iimbak ng mga surfactant. Ang balanse sa pagitan ng iba't ibang estado ng surfactant sa solusyon (tingnan ang Fig. 21.1) ay mobile, at habang ginagamit ang surfactant, halimbawa, na may pagtaas sa interface, ang ilan sa mga molekulang surfactant sa solusyon ay na-replenished ng mga micelles.

Ang CMC ang pinakamahalaga at natatanging pag-aari ng koloidal surfactants. Ang CMC ay tumutugma sa konsentrasyon ng surfactant kung saan lumilitaw ang mga micelles sa solusyon na nasa thermodynamic equilibrium na may mga surfactant molecules (ion). Sa rehiyon ng CMC, ang mga ibabaw at maramihang mga katangian ng mga solusyon nang matindi ang pagbabago.

Ang CMC ay ipinahayag sa mga moles bawat litro o bilang isang porsyento ng solute. Para sa calcium stearate sa 323 K, ang CMC ay 5.10-4 mol / L, at para sa mga ester ng sucrose (0.51.0) 10-5 mol / L.

Ang mga halaga ng CMC ay hindi mataas, ang isang maliit na halaga ng mga surfactant ay sapat na upang lumitaw ang mga bulk na katangian ng kanilang mga solusyon.Nagbibigay-diin namin muli na hindi lahat ng mga surfactant ay magagawang bumuo ng mga micelles. Ang isang kinakailangang kondisyon para sa pagbuo ng micelle ay ang pagkakaroon ng isang polar group sa molekyyong surfactant (tingnan ang Fig. 5.2) at isang sapat na haba ng hydrocarbon radical.

Ang mga Micelles ay nabuo din sa mga di-may tubig na solusyon ng mga surfactant. Ang oryentasyon ng mga molekulang surfactant sa mga nonpolar solvent ay kabaligtaran sa kanilang orientation sa tubig, i.e. hydrophobic radical, na nakaharap sa isang likidong hydrocarbon.

Ang CMC ay nahayag sa isang tiyak na saklaw ng konsentrasyon ng surfactant (tingnan ang Fig. 21.2). Sa isang pagtaas ng konsentrasyon sa surfactant, maaaring maganap ang dalawang proseso: isang pagtaas sa bilang ng mga spherical micelles at isang pagbabago sa kanilang hugis. Ang mga spherical micelles ay nawawala ang kanilang regular na hugis at maaaring maging mga lamellar.

Kaya, sa rehiyon ng CMC, ang pinaka makabuluhang pagbabago sa bulk at mga katangian ng ibabaw ng mga solusyon ng mga colloidal surfactant ay nangyayari, at ang mga inflection ay lumilitaw sa mga curves na nagpapakilala sa mga katangian na ito (tingnan ang Fig. 21.2).

Ang mga bulk na katangian ng mga colloidal surfactant ay nahayag sa mga proseso tulad ng solubilisasyon, pagbuo ng mga foams, emulsions at suspensyon. Ang pinaka-kawili-wili at tiyak ng mga katangian na ito ay ang pag-solubilisasyon.

Solubilisasyon tinawag nila ang paglusaw sa mga solusyon ng mga colloidal surfactant ng mga sangkap na kadalasang hindi matutunaw sa isang naibigay na likido. Halimbawa, bilang isang resulta ng solubilisasyon sa may tubig na solusyon ng mga surfactant, ang mga likidong hydrocarbon ay natunaw, sa partikular na gasolina at kerosene, pati na rin ang mga taba na hindi natutunaw sa tubig.

[Ipasok ang teksto]

Ang solubilisasyon ay nauugnay sa pagtagos sa mga micelles ng mga sangkap na tinatawag na solubiliser. Ang mekanismo ng solubilisasyon para sa iba't ibang likas na katangian ng mga solubiliser ay maaaring ipaliwanag gamit ang Fig. 21.3. Kapag ang pag-solubilizing, ang mga di-polar na sangkap (benzene, hexane, gasolina, atbp.) Ay ipinakilala sa micelle. Kung ang solubilizate ay naglalaman ng mga grupo ng polar at nonpolar, pagkatapos ito ay matatagpuan sa micelle na may dulo ng hydrocarbon papasok, at ang pangkat na polar na nakaharap sa panlabas. Para sa mga solubiliser na naglalaman ng maraming mga polar group, malamang na ang adsorption sa panlabas na layer ng ibabaw ng micelle.

Nagsisimula ang solubilisasyon kapag umabot sa CMC ang konsentrasyon ng surfactant. Sa isang konsentrasyon sa surfactant sa itaas ng CMC, ang bilang ng mga micelles ay nagdaragdag, at ang solubilisasyon ay lumilikha nang mas masinsinang. Ang kakayahang matunaw ang kakayahan ng mga colloidal surfactants ay nagdaragdag sa loob ng seryeng homologous na ito habang tumataas ang bilang ng mga hydrocarbon radical. Ang mga Ionotic surfactant ay may mas malaking kakayahang solubilizing kumpara sa mga hindi inogenikong mga.

Ang kakayahang matunaw ang kakayahan ng biologically active colloidal surfactants - sodium chelate at deoxychelate - ay lalong makabuluhan. Ang solubilisasyon at emulipikasyon (tingnan ang talata 15.4) ay ang pangunahing proseso ng pagsipsip ng taba; bilang isang resulta ng solubilisasyon, ang mga taba ay natunaw sa tubig, at pagkatapos ay nasisipsip ng katawan.

Kaya, ang mga bulk na katangian ng mga colloidal surfactant solution ay dahil sa pagbuo ng mga micelles.

Pagbubuo ng Micelle, kusang pagsasama ng mga molekula ng surfactant sa solusyon. Bilang isang resulta, ang mga associate micelles ng isang katangian na istraktura ay lilitaw sa surfactant - solvent system, na binubuo ng dose-dosenang mga diphilic molekula na mayroong mahabang chain ng hydrophobic radical at polar hydrophilic na mga grupo. Sa tinatawag na direktang mga micelles, ang nucleus ay nabuo ng mga hydrophobic radical, at ang mga pangkat na hydrophilic ay nakatuon sa panlabas. Ang bilang ng mga molekulang surfactant na bumubuo ng isang micelle ay tinatawag na bilang ng pagsasama; Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa masa ng molar, ang mga micelles ay nailalarawan din sa tinatawag na micellar mass. Karaniwan, ang mga bilang ng pagsasama-sama ay 50-100, ang micellar masa ay 10 3 -10 5. Ang mga Micelles na nabuo sa panahon ng pagbuo ng micelle ay polydisperse at nailalarawan sa pamamagitan ng laki ng pamamahagi (o mga bilang ng pagsasama).

Ang pagbuo ng Micelle ay katangian ng iba't ibang uri ng surfactants - ionic (anionic at cationic), ampholytic, at nonionic at mayroong isang bilang ng mga pangkalahatang batas, gayunpaman, nauugnay din ito sa mga istrukturang tampok ng mga molekulang surfactant (ang laki ng nonpolar radikal, ang likas na katangian ng polar group), kaya mas tama ang pagsasalita ng pagbuo ng micelle ng ito klase ng surfactant.

Ang pagbuo ng Micelle ay nangyayari sa isang saklaw ng temperatura na tinukoy para sa bawat surfactant, ang pinakamahalagang katangian na kung saan ay ang Kraft point at cloud point. Kraft point - ang mas mababang temperatura na limitasyon ng micelle formation ng ionogenic surfactants, kadalasan ito ay katumbas ng 283-293 K; sa mga temperatura sa ibaba ng punto ng Kraft, ang pag-solubility ng mga surfactant ay hindi sapat para sa pagbuo ng mga micelles. Ang point point ng ulap ay ang pinakamataas na limitasyon ng temperatura ng pagbuo ng micelle ng nonionic surfactants, ang karaniwang mga halaga nito ay 323-333 K; sa mas mataas na temperatura, ang sistema ng surfactant-solvent ay nawawala ang katatagan at stratified sa dalawang macrophases. Sa mataas na temperatura (388-503 K), ang mga micelles ng ionogenic surfactants ay nabulok sa mas maliit na mga kasama, mga dimer at trimer (ang tinatawag na demicellization).

Ang pagpapasiya ng CMC ay maaaring isagawa sa pag-aaral ng halos anumang ari-arian ng mga solusyon depende sa mga pagbabago sa kanilang konsentrasyon. Karamihan sa mga madalas sa pagsasagawa ng pananaliksik, ang mga dependence ng kaguluhan ng mga solusyon, pag-igting sa ibabaw, de-koryenteng conductivity, light refractive index, at lagkit sa kabuuang konsentrasyon ng mga solusyon ay ginagamit.

Ang kritikal na konsentrasyon ng micelle ay natutukoy sa puntong tumutugma sa break sa mga curves ng pag-asa ng mga katangian ng mga solusyon sa konsentrasyon. Ito ay pinaniniwalaan na sa mga konsentrasyon na mas mababa kaysa sa CMC sa mga solusyon sa surfactant, tanging ang mga molekula ay naroroon at ang pag-asa ng anumang ari-arian ay natutukoy nang tumpak ng konsentrasyon ng mga molekula. Sa pagbuo ng mga micelles sa mga solusyon, ang ari-arian ay sumasailalim ng isang matalim na pagbabago dahil sa isang biglaang pagtaas sa laki ng mga natunaw na mga particle. Halimbawa, ang mga molekular na solusyon ng ionic surfactants ay nagpapakita ng mga de-koryenteng katangian na katangian ng malakas na electrolyte, at mga micellar na katangian ng mahina na electrolyte. Ito ay nahayag sa katotohanan na ang katumbas na koryente na kondaktibiti sa mga solusyon ng ionic surfactants sa mga konsentrasyon sa ilalim ng CMC, depende sa parisukat na ugat ng konsentrasyon ng mga solusyon, lumiliko na maging linya, na tipikal para sa mga malakas na electrolytes, at pagkatapos ng CMC, ang dependence ay pangkaraniwan para sa mga mahina na electrolyte.

Fig. 2

1. Stalagmometric na pamamaraano ang paraan ng pagbibilang ng mga patak, kahit na hindi tumpak, ay ginagamit pa rin sa pagsasanay sa laboratoryo para sa katangi-tanging pagiging simple. Ang pagpapasiya ay ginawa sa pamamagitan ng pagbilang ng mga patak na kumalas kapag ang isang tiyak na dami ng likido ay dumadaloy at sa labas ng butas ng maliliit na butas ng isang espesyal na Traube stalagmometer.
2. Conductometric pamamaraan - Ito ay isang pamamaraan ng pagsusuri batay sa mga pag-aaral ng elektrikal na kondaktibiti ng mga pinag-aralan na solusyon. Sa pamamagitan ng direktang conductometry ay nangangahulugang isang paraan kung saan direktang isinasagawa ang mga pag-aaral ng mga konsentrasyon ng electrolyte. Ang mga pagpapasiya ay isinasagawa gamit ang mga sukat ng mga de-koryenteng conductivity ng mga solusyon, ang komposisyon ng husay na kung saan ay kilala.
3. Paraan ng Refractometric Analysis (Refractometry) ay batay sa pag-asa ng refractive index ng ilaw sa komposisyon ng system. Ang pag-asa na ito ay itinatag sa pamamagitan ng pagtukoy ng repraktibo na index para sa isang bilang ng mga karaniwang halo ng mga solusyon. Ang pamamaraan ng refractometry ay ginagamit para sa pagsusuri ng dami ng binary, triple at iba't ibang mga komplikadong sistema ng mga solusyon.

Fig. 3 Refractometer

Ang halaga ng KKM ay apektado ng:

Ang istraktura at haba ng hydrocarbon chain;

Ang likas na katangian ng polar group;

Ang pagkakaroon ng solusyon ng mga walang malasakit na electrolyte at hindi electrolyte;

Temperatura

Ang impluwensya ng unang dalawang mga kadahilanan ay makikita sa pormula

RTIn CMC \u003d ngunit– bp(12.1)

kung saan a – pare-pareho ang pagkilala sa enerhiya ng paglusaw ng polar group; b– pare-pareho ang pagkilala sa enerhiya ng paglusaw bawat isang pangkat – CH 2 – ; n– bilang ng mga pangkat – CH 2 – .

Mula sa equation (12.1) sinusundan nito na mas malaki ang paglusaw ng enerhiya ng pangkat na hydrophobic at mas malaki ang kanilang bilang, mas kaunti ang CMC, i.e., mas madali ang nabuo na micelle.

Sa kabaligtaran, mas malaki ang paglusaw ng enerhiya ng polar group, ang papel na kung saan ay upang mapanatili ang nabuo na mga kasama sa tubig, mas maraming CMC.

Ang halaga ng CMC ng ionogenic surfactants ay mas malaki kaysa sa nonionic surfactants na may parehong hydrophobicity ng mga molekula.

Ang pagpapakilala ng mga electrolytes sa may tubig na solusyon ng mga nonionic surfactants ay may kaunting epekto sa halaga ng CMC at laki ng micelle.

Ang pagpapakilala ng mga electrolytes sa may tubig na mga solusyon ng ionic surfactants ay may napaka makabuluhang epekto, na maaaring matantya ng equation:

Sa KKM \u003d isang " – b "p– kSa kasama, (12.2)

kung saan ang isang "at B "– constants pagkakaroon ng parehong pisikal na kahulugan bilang ngunitat Bsa equation 12.1; k– pare-pareho kasama– konsentrasyon ng isang walang malasakit na electrolyte.

Mula sa equation 12.2 sinusundan nito na ang isang pagtaas sa konsentrasyon ng mga walang malasakit na electrolyte (s) ay binabawasan ang CMC.

Ang pagpapakilala ng mga di-electrolyte (mga organikong solvent) sa may tubig na solusyon sa surfactant ay humahantong din sa isang pagbabago sa CMC. Sa pagkakaroon ng solubilisasyon, ang katatagan ng mga micelles ay nagdaragdag, i.e. nababawasanKKM. Kung ang pag-solubilisasyon ay hindi sinusunod (i.e., ang mga molekulang hindi electrolyte ay hindi pumapasok sa mga micelles), kung gayon, bilang isang patakaran, tumaasKKM.

INFLUENCE NG TEMPERATURA

Ang epekto ng temperatura sa CMC ng ionic surfactants at nonionic surfactants ay naiiba. Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa isang pagtaas sa CMC ng ionogenic surfactant mula sa – para sa hindi pagkakasundo na epekto ng paggalaw ng thermal.

Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong sa isang pagbawas sa CMC ng isang nonionic surfactant dahil sa pag-aalis ng tubig ng mga tanikala ng oxyethylene (tandaan natin na ang nonionic surfactant ay palaging nabuo ng mga kadena ng polyoxyethylene at hydrocarbon "tails").

DETERMINATION METHODS

KRITIKAL NA KONSENTRASYON

MICELLOGRAPHY

Ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng CMC ay batay sa pagpaparehistro ng isang matalim na pagbabago sa pisikal – mga kemikal na katangian ng mga solusyon sa surfactant na may pagbabago sa konsentrasyon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang pagbuo ng mga surfactant micelles sa solusyon ay nangangahulugang ang hitsura nito bagong yugtoat ito ay humantong sa isang matalim na pagbabago sa anumang pisikal – mga kemikal na katangian ng system.

Sa dependency curves "pag-aari ng isang surfactant solution – surfactant na konsentrasyon "lumilitaw ang isang kink. Sa kasong ito, ang kaliwang bahagi ng mga curves (sa mas mababang konsentrasyon) ay naglalarawan ng kaukulang pag-aari ng solusyon ng surfactant sa estado ng molekular (ionic), at ang kanan – sa koloidal. Ang abscissa ng break point ay kombensyon na itinuturing na tumutugma sa paglipat ng mga molekula ng surfactant (ion) sa mga micelles – i.e., kritikal na konsentrasyon ng micelle (CMC).

Isaalang-alang ang ilan sa mga pamamaraan na ito.

CONDUCTOMETRIC METHOD

DEFINISYON NG KKM

Ang pamamaraan ng conductometric ay batay sa pagsukat ng electrical conductivity ng mga solusyon sa surfactant. Malinaw na maaari itong magamit lamang para sa mga ionogenic surfactant. Sa saklaw ng konsentrasyon hanggang sa CMC, ang mga dependence ng tiyak at katumbas na de-koryenteng conductivity sa konsentrasyon ng surfactant ay tumutugma sa magkatulad na mga dependence para sa mga solusyon ng medium-lakas na electrolytes. Sa isang konsentrasyon na nauugnay sa CMC, ang isang kink ay sinusunod sa mga dependency graph dahil sa pagbuo ng spherical micelles. Ang kadaliang mapakilos ng ionic micelles ay mas mababa sa kadaliang kumilos ng mga ions at, bilang karagdagan, ang isang makabuluhang bahagi ng mga kontra ay nasa isang siksik na layer ng isang kolokyal na maliit na butil ng micelle at, samakatuwid, makabuluhang binabawasan ang electrical conductivity ng mga surfactant solution. Samakatuwid, sa pagtaas ng konsentrasyon sa surfactant na mas malaki kaysa sa CMC, ang pagtaas ng conductivity ay makabuluhang humina (Fig. 12.4), at ang molar conductivity ay bumababa nang masakit (Fig. 12.5)

L n KKM L n c L n KKM L n c*

Fig. 12.4 Fig. 12.5

Tukoy na Pag-asa, Pag-asa sa Molar

kondaktibiti sa koryente

mula sa konsentrasyon mula sa konsentrasyon

DEFINISYON NG KKM

BATAYAN SA SURFACE MEASUREMENTS

PAGSULAT NG PANANALIKSIK

Ang pag-igting sa ibabaw ng may tubig na solusyon sa surfactant ay bumabawas sa pagtaas ng konsentrasyon hanggang sa CMC. Isotherm \u003d f(ln kasama) sa rehiyon ng mababang konsentrasyon, ang surfactant ay may isang hubog na seksyon kung saan, alinsunod sa equation ng Gibbs, ang adsorption ng surfactant sa ibabaw ng solusyon ay nagdaragdag sa pagtaas ng konsentrasyon. Sa isang tiyak na konsentrasyon kasama ang tang curved section ng isotherm ay dumiretso sa isang palaging halaga, i.e., ang adsorption ay umabot sa isang maximum na halaga. Sa rehiyon na ito, ang isang puspos na monomolecular layer ay nabuo sa hangganan ng interphase. Sa pamamagitan ng isang karagdagang pagtaas sa konsentrasyon ng surfactant (c\u003e CMC), ang mga micelles ay bumubuo sa dami ng solusyon, at ang pag-igting sa ibabaw ay nananatiling hindi nagbabago. Ang CMC ay natutukoy ng bali ng isotherm kapag pumapasok ito sa isang seksyon na kahanay sa In axis kasama(Larawan 12.6).

Pagsukat ng pag-igting sa ibabaw

Pinapayagan kang tukuyin ang CMC bilang ionogenic,

at nonionic surfactants. Nasuri

Ang mga Surfactant ay dapat na lubusan na malinis

mga impurities dahil ang kanilang presensya

magdulot ng isang minimum sa

isotherm sa mga konsentrasyon na malapit sa

Ln c m Ln KKM Ln c KKM.

Fig. 12.6

Pag-asa sa Ibabaw

pag-igting mula sa nc

SPECTROPHOTOMETRIC

O HINDI NG LITRATO NG LITRATO

DEFINISYON NG KKM

Ang solubilization ng mga tina at hydrocarbons sa surfactant micelles ay nagbibigay-daan sa isa upang matukoy ang CMC ng ionic at nonionic surfactants sa parehong may tubig at hindi may tubig na solusyon. Kapag umabot ang konsentrasyon ng surfactant sa solusyon – sa kaso ng umiiral na CMC, ang pag-solubility ng mga hindi matutunaw na mga tina at mga hydrocarbon ay tumataas nang matindi. Ito ay pinaka-maginhawa upang gamitin ang mga taba na natutunaw ng taba na intensively mantsang mga solusyon sa surfactant sa mga konsentrasyon sa itaas ng CMC. Sinusukat ang solubilisasyon sa pamamagitan ng ilaw na nagkakalat, o spectrophotometrically.

Ang lahat ng mga nagkalat na sistema, depende sa mekanismo ng kanilang pagbuo ayon sa pag-uuri ng P. A. Rebinder, ay nahahati sa lyophilic, na nakuha sa pamamagitan ng kusang pagpapakalat ng isa sa mga phase (kusang pagbuo ng isang heterogenous free-dispersed system), at lyophobic, na nagreresulta mula sa pagkalat at paghalay na may supersaturation (sapilitang. pagbuo ng isang heterogenous free-dispersed system).

Ang pagkakaroon ng mga bahagi ng hydrophilic at oleophilic sa mga molekula ng surfactant ay isang katangian na nakikilala na katangian ng kanilang istraktura. Ayon sa kanilang kakayahang mag-dissociate sa mga may tubig na solusyon, ang mga surfactant ay nahahati sa ionic at nonionic. Sa turn, ang ionic surfactants ay nahahati sa anionic, cationic at ampholytic (amphoteric).

1) Ang anionic surfactants ay nagkakaisa sa tubig upang makabuo ng isang aktibong ibabaw ng anion.

2) Ang mga cationic surfactants ay nagkakaisa sa tubig upang makabuo ng isang cation na aktibo sa ibabaw.

3) Ang mga ampholytic surfactant ay naglalaman ng dalawang functional na mga grupo, ang isa sa mga ito ay acidic at ang isa pa ay isang pangunahing likas na katangian, halimbawa, carboxyl at amine group. Ang mga ampholytic surfactants ay nagpapakita ng mga katangian ng anionic o cationic depende sa pH ng medium.

Ang lahat ng mga surfactant tungkol sa kanilang pag-uugali sa tubig ay nahahati sa tunay na natutunaw at koloidal.

Ang tunay na natutunaw na mga surfactant sa solusyon ay nasa isang molekular na kalat na estado hanggang sa mga konsentrasyon na naaayon sa kanilang mga saturated solution at ang paghihiwalay ng system sa dalawang tuloy-tuloy na phase.

Ang pangunahing nakikilala tampok ng koloidal surfactants ay ang kakayahang bumuo ng thermodynamically stabil (lyophilic) heterogenous na mga nagkalat na sistema (kaakibat, o micellar, colloids). Ang mga pangunahing katangian ng mga colloidal surfactant, na tinutukoy ang kanilang mahalagang mga katangian at laganap na paggamit, kasama ang mataas na aktibidad sa ibabaw; ang kakayahang kusang pagbuo ng micelle - ang pagbuo ng mga lyophilic colloidal solution sa isang surfactant na konsentrasyon sa itaas ng isang tiyak na halaga, na tinatawag na kritikal na pagbuo ng micelle form (KKM); ang kakayahang matunaw - isang matalim na pagtaas sa solubility ng mga sangkap sa mga solusyon ng mga colloidal surfactants dahil sa kanilang "pagpapakilala" sa micelle; mataas na kakayahan upang patatagin ang iba't ibang mga sistema ng pagkalat.

Sa mga konsentrasyon sa itaas ng KKM, ang mga molekula ng surfactant ay tipunin sa mga micelles (iugnay) at ang solusyon ay ma-convert sa isang sistema ng koloidal na micellar (associate).

Ang isang surfactant micelle ay nauunawaan na nangangahulugang isang associate ng diphilic molekula, ang mga pangkat na lyophilic na kung saan ay nakaharap sa kaukulang solvent, at ang mga pangkat ng lyophobic ay pinagsama sa bawat isa upang mabuo ang micelle core. Ang bilang ng mga molekula na bumubuo ng isang micelle ay tinatawag na bilang ng samahan, at ang kabuuang kabuuan ng mga molekular na timbang ng mga molekula sa micelle, o ang produkto ng mass ng micelle ng bilang ng Avogadro, ay tinatawag na micellar mass. Ang isang tiyak na oryentasyon ng diphilic surfactant na mga molekula sa isang micelle ay nagsisiguro ng minimal na pag-igting ng interface sa micelle - medium interface.

Sa mga konsentrasyon ng surfactant sa may tubig na solusyon na bahagyang lumampas sa KKM, ayon sa mga ideya ni Hartley, nabuo ang mga spherical micelles (Hartley micelles). Ang panloob na bahagi ng Gartley micelles ay binubuo ng mga interwoven hydrocarbon radical; ang mga polar na grupo ng mga molekulang surfactant ay nakabukas sa may tubig na phase. Ang diameter ng naturang mga micelles ay katumbas ng dalawang beses sa haba ng mga molekula ng surfactant. Ang bilang ng mga molekula sa isang micelle ay mabilis na lumalaki sa loob ng isang makitid na hanay ng mga konsentrasyon, at may karagdagang pagtaas sa konsentrasyon ay hindi ito nagbabago, ngunit ang bilang ng mga micelles ay tumataas. Ang spherical micelles ay maaaring maglaman mula 20 hanggang 100 molekula o higit pa.

Sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng mga surfactant, ang sistema ng micellar ay dumadaan sa isang serye ng mga estado ng balanse na naiiba sa mga numero ng samahan, laki at hugis ng mga micelles. Kapag naabot ang isang tiyak na konsentrasyon, ang mga spherical micelles ay nagsisimulang makipag-ugnay sa bawat isa, na nag-aambag sa kanilang pagpapapangit. Ang mga Micelles ay may posibilidad na kumuha ng isang cylindrical, disk-like, parang rod, tulad ng lamellar.

Ang Micellization sa non-aqueous media, bilang isang panuntunan, ay ang resulta ng pagkilos ng mga kaakit-akit na pwersa sa pagitan ng mga polar group ng surfactants at ang pakikipag-ugnay ng mga hydrocarbon radical na may mga solvent molekula. Ang nagresultang mga micelles ng reverse type ay naglalaman ng panloob na hindi nabuong o hydrated polar group na napapaligiran ng isang layer ng hydrocarbon radical. Ang bilang ng mga asosasyon (mula 3 hanggang 40) ay makabuluhang mas mababa kaysa sa mga may tubig na solusyon sa surfactant. Bilang isang patakaran, lumalaki ito na may pagtaas sa hydrocarbon radical sa isang tiyak na limitasyon.

Ang kritikal na konsentrasyon ng micelle ay ang pinakamahalagang katangian ng mga solusyon sa surfactant. Pangunahing nakasalalay ito sa istraktura ng hydrocarbon radical sa molekula ng surfactant at ang likas na katangian ng polar group, ang pagkakaroon ng mga electrolyte at hindi electrolyte sa solusyon, temperatura at iba pang mga kadahilanan.

Mga kadahilanan na nakakaapekto sa KKM:

1) Sa pagtaas ng haba ng hydrocarbon radical, ang solubility ng surfactant ay nagdaragdag at pagtaas ng KKM. Ang branching, unsaturation at cyclization ng hydrocarbon radical ay binabawasan ang pagkahilig sa pagbuo ng micelle at pagtaas ng KKM. Ang likas na katangian ng pangkat na polar ay gumaganap ng isang makabuluhang papel sa pagbuo ng micelle sa may tubig at hindi may tubig na media.

2) Ang pagpapakilala ng mga electrolytes sa may tubig na solusyon ng mga nonionic surfactants ay may mahinang epekto sa laki ng KKM at micelle. Para sa ionogenic surfactants, ang epekto na ito ay makabuluhan.

3) Ang pagpapakilala ng mga di-electrolytes (mga organikong solvent) sa may tubig na solusyon sa surfactant ay humahantong din sa isang pagbabago sa KKM.

4) Temperatura

Ang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng KKM ay batay sa pagtatala ng isang matalim na pagbabago sa mga katangian ng physicochemical ng mga solusyon sa surfactant depende sa konsentrasyon (halimbawa, pag-igting sa ibabaw σ, kaguluhan, τ, katumbas na conductivity ng λ, osmotic pressure π, at refractive index n). Sa pag-aari - curve ng komposisyon ng komposisyon, ang isang kink ay karaniwang lilitaw sa rehiyon ng KKM.

1) Ang pamamaraan ng conductometric ay ginagamit upang matukoy ang KKM ng ionic surfactants.

2) Ang isa pang pamamaraan para sa pagtukoy ng KKM ay batay sa pagsukat sa pag-igting ng ibabaw ng may tubig na solusyon sa surfactant, na bumababa nang masakit nang pagtaas ng konsentrasyon hanggang sa KKM, at pagkatapos ay nananatiling pare-pareho.

3) Ang solubilisasyon ng mga tina at hydrocarbons sa micelles ay posible upang matukoy ang KKM ng ionic at nonionic surfactants sa parehong may tubig at di-may tubig na solusyon. Kapag ang konsentrasyon na naaayon sa KKM ay naabot sa surfactant solution, ang solubility ng hydrocarbons at tina tinaas ay tumataas.

4) Ang pagsukat ng ilaw ng pagpapakalat ng ilaw sa panahon ng pagbuo ng micelle ay nagbibigay-daan hindi lamang upang mahanap ang KKM sa pamamagitan ng isang matalim na pagtaas sa dalisdis ng curve ng konsentrasyon, ngunit din upang matukoy ang micellar mass at mga bilang ng samahan.

Ang kritikal na konsentrasyon ng micelle ay ang konsentrasyon ng surfactant sa solusyon kung saan nabuo ang matatag na micelles. Sa mababang konsentrasyon, ang mga surfactant ay bumubuo ng mga tunay na solusyon. Sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon sa surfactant, nakamit ang CMC, iyon ay, tulad ng isang surfactant na konsentrasyon kung saan ang mga micelles ay lumabas na kung saan ay nasa thermodynamic equilibrium na walang unassociated surfactant molecules. Kapag ang solusyon ay natunaw, nawawala ang micelles, at sa isang pagtaas ng konsentrasyon ng mga surfactant, muli silang lumitaw. Sa itaas ng CMC, ang buong surfactant labis ay nasa anyo ng mga micelles. Sa isang napakataas na nilalaman ng surfactant, likido ang mga kristal o gels sa sistema.

Mayroong dalawang pinakakaraniwan at karaniwang ginagamit na pamamaraan para sa pagtukoy ng CMC: sa pamamagitan ng pagsukat ng pag-igting sa ibabaw at solubilisasyon. Sa kaso ng ionic surfactants, ang pamamaraan ng conductometric ay maaari ding magamit upang masukat ang KKM. Maraming mga katangian ng physicochemical ang sensitibo sa pagbuo ng micelle; samakatuwid, maraming iba pang mga posibilidad para sa pagtukoy ng CMC.

Pag-asa sa KKM sa: 1)ang istraktura ng isang hydrocarbon radical sa isang molekulang surfactant: Ang haba ng isang hydrocarbon radical ay may isang tiyak na epekto sa pagbuo ng micelle sa may tubig na solusyon. Ang pagbaba ng lakas ng Gibbs ng system bilang isang resulta ng pagbuo ng micelle ay mas malaki, mas mahaba ang chain ng hydrocarbon. Ang kakayahan sa pagbuo ng micelle ay katangian ng mga molekula ng surfactant na may haba ng radikal na UV na higit sa 8-10 na carbon atoms. 2 ) ang likas na katangian ng polar group:gumaganap ng isang mahalagang papel sa micellization sa may tubig at hindi may tubig media. 3) electrolytes: Ang pagpapakilala ng mga electrolyte sa may tubig na solusyon ng nonionic surfactants ay may mahinang epekto sa laki ng CMC at micelle. Para sa ionic surfactants, ang epekto na ito ay makabuluhan. Sa pagtaas ng konsentrasyon ng electrolyte, ang micellar mass ng ionic surfactants ay nagdaragdag. Ang epekto ng mga electrolytes ay inilarawan ng equation: ln CMC \u003d a - bn - k ln c, saanang isang ay isang pare-pareho na characterizing ang enerhiya ng paglusaw ng mga functional na mga grupo, b ay isang palaging characterizing ang enerhiya ng paglusaw bawat isang pangkat ng CH 2, n ay ang bilang ng mga pangkat ng CH 2, k ay isang pare-pareho, at c ay ang konsentrasyon ng electrolyte. Sa kawalan ng electrolyte, c \u003d KKM. 4) Ang pagpapakilala ng mga di-electrolyt (mga organikong solvent) ay humahantong din sa isang pagbabago sa CMC. Ito ay dahil sa isang pagbawas sa antas ng dissociation ng monomeric surfactants at micelles. Kung ang mga molekulang molekula ay hindi pumasok sa mga micelles, pagkatapos ay pinataas nila ang CMC. Upang ayusin ang mga katangian ng mga surfactant, ginagamit ang mga mixtures, iyon ay, ang mga mixtures na mayroong isang mas mataas o mas mataas na kakayahang bumubuo ng micelle.

4) temperatura: ang pagtaas ng temperatura ay nagdaragdag ng thermal motion ng mga molekula at nakakatulong upang mabawasan ang pagsasama-sama ng mga molekula ng surfactant at dagdagan ang CMC. Sa kaso ng nonionic * surfactants, bumababa ang CMC sa pagtaas ng temperatura, mahina ang CMC ng ionic ** surfactants sa temperatura.

* Ang mga nonionic surfactant ay hindi nagkakaisa kapag natunaw sa hindi; Ang mga Hydrophilic carriers sa mga ito ay karaniwang mga pangkat ng hydroxyl at polyglycol chain ng iba't ibang haba.

** Ang mga Ionotic surfactants ay nagkakaisa sa solusyon sa mga ions, ang ilan sa mga ito ay mayroong aktibidad ng adsorption, ang iba (counterions) ay hindi aktibo sa adsorption.

6. Foam. Mga katangian at tampok ng mga bula. Istraktura. Katatagan ng bula. (G / F)

Ang mga ito ay napaka magaspang, lubos na puro na pagkakalat ng gas sa isang likido. Dahil sa labis na yugto ng gas at ang magkaparehong compression ng mga bula, wala silang isang spherical, ngunit isang hugis ng polyhedral. Ang kanilang mga pader ay binubuo ng napaka-manipis na pelikula ng isang likidong pagpapakalat ng daluyan. Bilang isang resulta, ang mga foams ay may istraktura ng honeycomb. Bilang isang resulta ng espesyal na istraktura ng bula, mayroon silang ilang lakas ng makina.

Pangunahing Mga Tampok:

1) ang pagdami - ay ipinahayag ng ratio ng dami ng bula sa dami ng orihinal na solusyon ng foaming agent ( mababa bula (K mula sa 3 hanggang sa ilang mga sampu) - ang hugis ng mga cell ay malapit sa spherical at maliit ang sukat ng pelikula

at mataas (K hanggang sa libu-libo) - isang istraktura ng cellular film-channel ay katangian, kung saan ang isang pulutong ng mga cell na puno ng gas ay pinaghiwalay ng mga manipis na pelikula)

2) ang may kakayahang foaming isang solusyon ay ang halaga ng bula na ipinahayag ng dami nito (cm 3) o taas ng haligi (m), na nabuo mula sa isang palagiang dami ng isang foaming solution, napapailalim sa ilang mga pamantayang kondisyon ng foaming para sa isang palaging oras. ( Hindi matatag umiiral lamang ang mga bula sa patuloy na paghahalo ng gas na may foaming solution sa pagkakaroon. pamumulaklak ng mga ahente ng 1st mabait, hal. mas mababang mga alkohol at org. sa-t. Matapos ihinto ang supply ng gas, ang mga naturang mga foam ay mabilis na gumuho. Mataas na matatag maaaring magkaroon ng bula para sa marami minuto at kahit na oras. Ang mga sabon ng ika-2 uri, na nagbibigay ng lubos na matatag na mga bula, kasama ang mga sabon at synthetics. Surfactant) 3) ang katatagan (katatagan) ng bula - ang kakayahang mapanatili ang kabuuang dami, pagpapakalat at maiwasan ang daloy ng likido (syneresis). 4) ang pagpapakalat ng bula, na maaaring makilala ng average na laki ng mga bula, ang kanilang laki ng pamamahagi o interface ng solusyon-gas sa isang yunit ng dami ng bula.

Ang mga foam ay nabuo kapag ang gas ay nakakalat sa isang likido sa pagkakaroon ng isang pampatatag. Kung walang pampatatag, hindi maaaring makuha ang matatag na mga foam. Ang lakas at tibay ng bula ay nakasalalay sa mga katangian at nilalaman ng foaming agent na na-adsorbed sa interface.

Ang katatagan ng mga bula ay nakasalalay sa mga sumusunod na pangunahing salik: 1. Ang kalikasan at konsentrasyon ng pamumulaklak na ahente. (ang mga ahente ng pamumulaklak ay nahahati sa dalawang uri. 1. Mga foaming ahente ng unang uri. Ang mga ito ay mga compound (mas mababang mga alkohol, acid, aniline, cresol). Ang mga bula mula sa mga solusyon ng mga foaming ahente ng unang uri ay mabilis na naglaho habang nawawala ang likido ng inter-membrane. Ang katatagan ng mga bula ay nagdaragdag sa pagtaas ng konsentrasyon ng foaming agent, na umaabot sa isang maximum na halaga hanggang sa ang layer ng adsorption ay puspos, at pagkatapos ay bumababa sa halos zero. 2 . Ang mga foaming ahente ng pangalawang uri (mga sabon, gawa ng tao na surfactant) ay bumubuo ng mga colloidal system sa tubig, ang mga foam na kung saan ay lubos na matatag. Ang pagdaloy ng inter-membrane fluid sa naturang mga metastable foams sa ilang mga punto ay humihinto, at ang foam cage ay maaaring manatili nang mahabang panahon sa kawalan ng mapanirang pagkilos ng mga panlabas na kadahilanan (panginginig ng boses, pagsingaw, alikabok, atbp.). 2. Temperatura. Ang mas mataas na temperatura, mas mababa ang katatagan, bilang ang lagkit ng mga layer ng interbubble ay bumababa at ang pag-solubility ng mga sangkap na aktibo sa ibabaw (mga surfactant) sa pagtaas ng tubig. Istruktura ng bula:Ang mga bula ng gas sa mga bula ay pinaghihiwalay ng mga manipis na pelikula, na magkasama ay bumubuo ng isang frame ng pelikula, na nagsisilbing batayan ng mga bula. Ang nasabing isang balangkas ng pelikula ay nabuo kung ang dami ng gas ay 80-90% ng kabuuang dami. Ang mga bula ay umaangkop sa bawat isa at isang manipis na pelikula ng foaming agent na naghihiwalay sa kanila. Ang mga bula ay deformed at kumuha ng anyo ng pentahedra. Karaniwan, ang mga bula ay matatagpuan sa dami ng bula sa isang paraan na ang tatlong pelikula sa pagitan ng mga ito ay konektado tulad ng ipinapakita sa Fig.

Tatlong pelikula ang nag-iisa sa bawat gilid ng polyhedron, ang mga anggulo sa pagitan ng kung saan ay katumbas ng 120 °. Ang kantong ng mga pelikula (mga gilid ng polyhedron) ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga pampalapot, na bumubuo ng isang tatsulok sa seksyon ng krus. Ang mga pampalapot na ito ay tinawag na mga kanal ng Plateau-Gibbs, bilang paggalang sa mga sikat na siyentipiko - ang siyentipiko ng Belgian na si J. Plateau at ang Amerikano - si J. Gibbs, na gumawa ng isang mahusay na kontribusyon sa pag-aaral ng mga bula. Apat na mga Plateau-Gibbs na mga channel ang nag-iisa sa isang punto, na bumubuo ng parehong mga anggulo ng 109 ° 28 sa buong bula

7. Katangian ng mga bahagi ng mga sistema ng pagkalat.DISPERSION SYSTEM - isang sistemang heterogenous na dalawa o higit pang mga phase, kung saan ang isa (medium na pagpapakalat) ay tuluy-tuloy at ang iba pang (dispersion phase) ay nagkakalat (ipinamamahagi) sa ito sa anyo ng magkakahiwalay na mga partikulo (solid, likido o gasolina). Sa isang laki ng maliit na butil na 10 -5 cm o mas kaunti, ang sistema ay tinatawag na koloidal.

PAGSUSULIT NG DISPERSION - panlabas, tuluy-tuloy na yugto ng isang nagkalat na sistema. Ang medium ng pagpapakalat ay maaaring maging solid, likido o gasolina.

DISPERSED FASA - isang panloob, hiwalay na yugto ng isang nagkalat na sistema.

DISPERSION - ang antas ng fragmentation ng dispersed phase ng system. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng tukoy na lugar ng ibabaw ng mga particle (sa m 2 / g) o sa kanilang mga linear na sukat.

* Ayon sa laki ng mga particle ng nagkalat na phase, ang mga nagkakalat na sistema ay nahahati sa kondisyon: coarsely dispersed at makinis (highly) nagkalat. Ang huli ay tinatawag na mga colloidal system. Tinatantya ang pagkakalat ng average na laki ng butil, beats. komposisyon ng ibabaw o particulate. * Ayon sa estado ng pagsasama ng daluyan ng pagpapakalat at ang nagkalat na yugto, ang isang bakas ay nakikilala. pangunahing mga uri ng mga nagkakalat na system:

1) Mga sistema ng Aerodispersed (gas-dispersed) na may isang medium na pagpapakalat ng gas: aerosol (smokes, dust, mists), pulbos, fibrous materyales tulad ng nadama. 2) Mga system na may isang medium na pagpapakalat ng medium; nagkalat na yugto m. solid (magaspang na mga suspensyon at pastes, makinis na nakakalat na sol at gels), likido (magaspang na mga emulsyon, pinahusay na mga microemulsions at latex) o gas (magaspang na mga emulsyon ng gas at foam).

3) Mga system na may isang solidong medium ng pagpapakalat: makintab o mala-kristal na mga katawan na may mga inclusion ng maliit na solidong partikulo, mga likidong patak o mga bula ng gas, halimbawa, mga baso na baso, mga mineral na opal, iba't ibang mga microporous na materyales. * Ang mga Lyophilic at lyophobic na nagkakalat ng mga system na may isang medium na pagpapakalat ng likido ay naiiba depende sa kung gaano kalapit o kakaiba sa kanilang mga katangian ang nagkalat na phase at medium medium.

Sa lyophilic Para sa mga sistema ng pagpapakalat, ang mga intermolecular na pakikipag-ugnayan sa magkabilang panig ng phase ng paghihiwalay ng ibabaw ay naiiba nang hindi gaanong mahalaga kalayaan ang enerhiya ng ibabaw (para sa likido - ibabaw na pag-igting) ay napakaliit (karaniwang daan-daang mJ / m 2), hangganan ng interface (layer ng ibabaw) m. malabo at sa kapal ay madalas na naaayon sa laki ng butil ng dispersed phase.

Ang mga sistema ng pagkakalat ng Lyophilic ay thermodynamically equilibrium, palagi silang pino na nagkakalat, form na spontaneously at, kung ang mga kondisyon para sa kanilang paglitaw ay napanatili, ay maaaring magkaroon ng para sa isang di-makatwirang mahabang panahon. Karaniwang mga nagkakalat na lyophilic system ay mga microemulsions, ilang mga polymer-polymer mixtures, micellar surfactant system, mga nagkalat na sistema na may likidong mala-kristal. nagkalat na mga phase. Ang mga lyophilic disperse system ay madalas ding nagsasama ng mga montmorillonite mineral na bumaga at kusang nagkakalat sa aquatic environment, halimbawa, ang mga clon bentonite.

Sa lyophobic nagkakalat na mga intermolecular na pakikipag-ugnayan. sa medium ng pagpapakalat at sa nagkalat na phase ay makabuluhang naiiba; beats kalayaan ang enerhiya sa ibabaw (pag-igting sa ibabaw) ay mahusay - mula sa ilan. mga yunit sa maraming. daan-daang (at libu-libo) mJ / m 2; ang hangganan ng phase ay ipinahayag nang malinaw. Ang mga sistema ng pagkakalat ng Lyophobic ay thermodynamically walaquilibrium; isang malaking kalayaan ng kalayaan. Tinukoy ng enerhiya sa ibabaw ang paglitaw sa mga ito ng mga proseso ng paglipat sa isang mas masigla na kanais-nais na estado. Sa isothermal. posible ang koagulasyon - rapprochement at samahan ng mga particle na nagpapanatili ng kanilang orihinal na hugis at sukat sa siksik na mga pagsasama, pati na rin ang pagpapalaki ng mga pangunahing particle dahil sa coalescence - pagsasanib ng mga droplet ng gas o bula, kolektibong recrystallization (sa kaso ng isang crystalline na nagkalat na yugto) o isothermal. distillation (mol. transfer) ng nagkalat na phase mula sa maliliit na mga partikulo hanggang sa malalaking mga partikulo (sa kaso ng mga nagkakalat na sistema na may medium medium na pagpapakalat, ang huli na proseso ay tinatawag na recondensation). Hindi matatag at, samakatuwid, hindi matatag na sistema ng pagkakalat ng lyophobic na patuloy na binabago ang kanilang pagkakalat ng komposisyon sa direksyon ng pagpapalaki ng butil hanggang sa kumpletong paghihiwalay sa mga macrophases. Gayunpaman, ang nagpapatatag na mga sistema ng lyophobic na magkakalat ay maaaring mapanatili ang pagkalat sa paglipas ng panahon. oras.

8. Pagbabago sa pinagsama-samang katatagan ng mga sistema ng pagpapakalat gamit ang electrolytes (Schulze-Hardy Rule).

Bilang isang sukatan ng pinagsama-samang katatagan ng mga nagkakalat na sistema, maaari nating isaalang-alang ang rate ng coagulation nito. Ang sistema ay ang lahat ng mas matatag, mas mabagal ang proseso ng koagulasyon. Ang coagulation ay ang proseso ng mga particle na magkadikit, ang pagbuo ng mas malaking mga pagsasama, na sinusundan ng paghihiwalay ng phase - ang pagkasira ng nagkalat na sistema. Ang pamumuo ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan: ang pag-iipon ng sistema ng koloidal, mga pagbabago sa temperatura (pagpainit o pagyeyelo), presyon, mekanikal na stress, ang mga epekto ng electrolytes (ang pinakamahalagang kadahilanan). Ang pangkalahatang Schulze - tuntunin ng Hardy (o panuntunan ng kabuluhan) ay nagsasaad: ng dalawang mga electrolyte ion, ang isa na ang tanda ay kabaligtaran sa singil ng pag-sign ng isang koloidal na butil ay may coagulating effect, at ang pagkilos na ito ay mas malakas, mas mataas ang tibay ng coagulating ion.

Ang mga elektrolisis ay maaaring maging sanhi ng coagulation, ngunit mayroon silang isang kapansin-pansin na epekto kapag naabot ang isang tiyak na konsentrasyon. Ang minimum na konsentrasyon ng electrolyte na nagdudulot ng coagulation ay tinatawag na coagulation threshold, karaniwang ipinapahiwatig ito ng titik the at ipinahayag sa mmol / L. Ang coagulation threshold ay natutukoy sa simula ng kaguluhan ng solusyon, sa pamamagitan ng pagbabago ng kulay nito o sa pagsisimula ng pagpapalabas ng nagkalat na sangkap na bahagi sa pag-asa.

Kapag ang isang electrolyte ay ipinakilala sa isang sol, ang kapal ng dobleng de-koryenteng layer at ang laki ng electrokinetic ζ potensyal na pagbabago. Ang coagulation ay hindi nangyayari sa isoelectric point (ζ \u003d 0), ngunit kapag nakamit ang isang tiyak na maliit na halaga ng potensyal ng zeta (ζcr, kritikal na potensyal).

Kung │ζ│\u003e │ζкр│, kung gayon ang sol ay medyo matatag, para sa │ζ│<│ζкр│ золь быстро коагулирует. Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами − konsentrasyon at neutralisasyon.

Ang konsentrasyon ng coagulation ay nauugnay sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng electrolyte, na hindi pumapasok sa pakikipag-ugnay sa kemikal sa mga sangkap ng colloidal solution. Ang ganitong mga electrolyte ay tinatawag na walang malasakit; wala silang mga ions na may kakayahang makumpleto ang micelle core at tumutugon sa mga potensyal na pagtukoy ng mga ions. Sa isang pagtaas ng konsentrasyon ng walang malasakit na electrolyte, ang nagkalat na layer ng micelle counterions ay lumiliit, na pumapasok sa layer ng adsorption. Bilang isang resulta, ang mga potensyal na electrokinetic ay bumababa, at maaari itong maging katumbas ng zero. Ang ganitong estado ng sistema ng koloidal ay tinatawag isoelectric.Sa isang pagbawas sa potensyal na electrokinetic, ang pinagsama-samang katatagan ng koloidal solution ay bumababa, at sa isang kritikal na halaga ng potensyal ng zeta, nagsisimula ang coagulation. Ang potensyal na thermodynamic ay hindi nagbabago.

Sa panahon ng pag-urong ng neutralisasyon, ang mga ions ng idinagdag na electrolyte ay neutralisahin ang potensyal na pagtukoy ng mga ions, ang mga potensyal na thermodynamic ay bumababa, at ang potensyal na zeta ay bumababa nang naaayon.

Kapag ang mga electrolyte na naglalaman ng maraming sisingilin na mga ion na may singil sa tapat ng singil ng butil ay ipinakilala sa mga bahagi ng sistema ng koloidal, ang sol ay unang nananatiling matatag, pagkatapos ang coagulation ay nangyayari sa isang tiyak na saklaw ng konsentrasyon, kung gayon ang sol ay magiging matatag muli, at sa wakas, na may isang mataas na nilalaman ng electrolyte, muling pagsasama-sama, nangyayari sa wakas . Ang mga volumetric na organikong ion ng mga tina at alkaloid ay maaari ring maging sanhi ng isang katulad na kababalaghan.