Глава 8. МИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Глава «Микрогетерогенные системы» содержит лабораторные работы по определению критической концентрации мицеллообразова-ния, получению и изучению эмульсий, а также по изучению изоэлек-трической точки амфотерных полиэлектролитов. Глава построена по модульному принципу и позволяет выполнять работы в любой последовательности.

РАБОТА 21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Задачи работы

Определить критическую концентрацию мицеллообразования ПАВ.

Теоретическое пояснение

Поверхностно-активными называют вещества, понижающие поверхностное натяжение воды или других растворителей. Молекулы ПАВ имеют дифильную структуру: они состоят из полярной (гидрофильной) и неполярной (гидрофобной) частей. Дифильностью молекул ПАВ обусловлена их тенденция адсорбироваться на границе раздела фаз и собираться в мицеллы.

Гидрофильную часть молекулы ПАВ образуют функциональные группы (-ОН), (-СООН), (-NH₂), (=NH), (=CO), хорошо растворимые в водных средах. Гидрофобная часть ПАВ состоит из углеводородного радикала, нерастворимого в воде. Молекулы ПАВ самопроизвольно адсорбируются, концентрируются на границе раздела вода-воздух, образуя мономолекулярный адсорбционный слой и понижая поверхностное

натяжение растворов. При адсорбции молекулы ПАВ ориентируются так, чтобы их полярные части находились в воде (в полярной фазе), а гидрофобные части оказались в воздухе. При этом разность полярностей соприкасающихся фаз уменьшается (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Насыщенный мономолекулярный слой поверхностно-активного вещества на границе раздела вода-воздух

По мере увеличения концентрации ПАВ в растворе число свободных мест на границе раздела вода-воздух уменьшается, и после образования насыщенного адсорбционного слоя молекулы ПАВ начинают агрегировать, объединяться в растворе в мицеллы. Обычно мицелла состоит из нескольких десятков молекул ПАВ, ориентированных гидрофильной головкой в полярный растворитель (воду), а гидрофобным хвостом - внутрь мицеллы. На рис. 8.2 показана схема мицеллы в полярном растворителе.