Коллоидные поверхностно-активные вещества. Мицеллообразование, строение мицелл в водной и углеводородной среде.

Коллоидные ПАВ -способны к обратимым переходам от истинного раствора к гелю и золю. Особенности: способность к образованию мицелл и солюбилизация(растворение в мицеллах ПАВ веществ нерастворимых в данных растворителях. Состоит из ассиметричных молекул. Число агрегации- число молекул ПАВ входящих в мицеллу.

                                    Строение мицелл                                 в углеводородной

                                       в водной среде                                        среде(числа агрегации

                                 (числа агрегации                                           30-10) 

                                   20-100)

Мицеллообразование приводит к уменьшению межфазной энергии раствора ПАВ. Мицеллы образуют только ПАВ, обладающие оптимальным соотношением между гидрофобной и гидрофильной частями.

Две модели мицеллообразования.

1)Двухфазная(псевдофазная) модель. Мицеллообразование рассматривается как граница раздела фаз.

2)Химическое равновесие- Мицеллообразование рассматривается как обратимая химическая реакция m(ПАВ)<=>(ПАВ)m. время жизни (ПАВ)m=10^-7сек.

Термодинамика образования прямых и обратных мицелл.

Образование прямых мицелл

                                                                 Сферическая мицелла Гартли, число агрегации 20-100

                                                                  0>ΔG=ΔH-TΔS-В водной среде, процесс  

                                                                  самопроизвольный. ΔH- не велика и может быть

                                                                  положительной.

Н₂О- структурированная жидкость, при введении в Н₂О неполярных частиц происходит упорядочивание воды около этих неполярных частиц. Это явление термодинамически не выгодно, поэтому образованные водородные связи рвутся и возрастает ΔS_Н2О. Движущей силой мицеллообразования является положительная энтропия. ΔSсист=ΔSмиц↓+ ΔS_Н2О↑-энтропия системы. Образование обратных мицелл( числа агрегации 30-40)

                                                                     образуются в неводных средах. Движущая сила-

                                               взаимодействие полярных групп между собой.  

                                               TRlnKKM=A-Bn

                                               Число агрегации- число молекул ПАВ входящих в систему.

Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). Методы определения ККМ в полярных и неполярных средах. Влияние различных факторов на величину ККМ в полярных и неполярных средах.

ККМ- концентрация при которой в растворе ПАВ образуются мицеллы.

Влияние различных факторов на ККМ.

1)влияние длинны углеводородного радикала RTlnKKM=A-Bn;(KKM)n/(KKM)n+1=

=g_n+1/g_n=3.2, где n-число групп СН₂

 при увеличении длинны R ККМ↓ в ряду гомологов. А-const характеризующая энергию взаимодействия полярной группы ККМ↓ для: 1) ионных ПАВ- I^- > Br^- > Cl^- 2)катионных ПАВ- Cs⁺ > K⁺ > Na⁺   В-const характеризующая энергию растворения приходящуюся на 1 группу СН₂.

2)влияние строения углеводородного радикала. ККМ↑ при равном количестве атомов «С» по сравнению с парафиновой цепью 2,1)циклизация цепи 2,2) введение в цепь полярных групп, гетерогенных атомов, кратных связей.

3)введение добавок электролита всегда ↓ККМ, электролит частично дегидрирует полярные группы ПАВ, приводит к увеличению гидрофобности.

4)влияние полярных групп органических веществ зависит от длинны углеводородного радикала; длинноцепочные спирты ↓ККМ, образовывая смешанные мицеллы. При вводе низкомолекулярных добавок ККМ↑, за счет хорошей растворимости.