Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Химия arrow Коллоидная химия поверхностно-активных веществ

3.3. ДВЕ МОДЕЛИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ

Для количественного описания процесса мицеллооб- разования будем исходить из определенной физической модели явления. В настоящее время известно два варианта подхода к описанию мицеллообразования.

ДВУХФАЗНАЯ (ПСЕВДОФАЗНАЯ) МОДЕЛЬ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ

Согласно этому подходу, мицеллообразование рассматривается как явление разделения фаз, а ККМ — как концентрация, соответствующая предельной растворимости ПАВ в молекулярной форме, т. е. как концентрация насыщения раствора молекулярно-дисперсным ПАВ'. Поскольку мицеллы имеют жидкообразную структуру, мицеллообразование в растворах ПАВ аналогично явлению разделения фаз при конденсации насыщенного пара. Тогда ККМ — это величина, аналогичная давлению насыщенного пара. И подобно тому, как при конденсации это давление не изменяется в системе «жидкость — пар», так и в мицеллярных растворах согласно двухфазной модели концентрация молекулярно-дисперсного (мономерного) ПАВ остается неизменной и равной ККМ при увеличении общей концентрации раствора.

Подтверждением фазовой природы мицеллообразования служит наличие резких изломов на кривых зависимости физико-химических свойств от концентрации ПАВ в области ККМ. Вместе с тем образование мицелл не может считаться истинным фазовым разделением. Размер мицелл слишком мал по сравнению с обычными макроскопическими фазами (числа агрегации лежат обычно в пределах 20-2000). К столь малым частицам не может быть в полной мере приложимо термодинамическое понятие фазы, которое предполагает совокупность достаточно больших по объему гомогенных частей системы. Поэтому мицеллы рассматривают лишь как зародыши новой фазы («псевдофазу»), а мицеллообразование — как начало фазового разделения, остановившееся на стадии образования зародышей.

Существуют несколько факторов, которые при мицел- лообразовании препятствуют бесконечному росту агрегатов, характерному для истинного фазового разделения. Они обусловлены дифильностыо молекул ПАВ. Образование мицелл (зародышей фазы) энергетически более выгодно, чем выделение объемной фазы (жидкой или кристаллической), поскольку не требует работы на дегидратацию полярных групп при переносе их из воды в объем органической фазы. Таким образом, безграничному росту мицелл препятствует энергия гидратации. В случае ионогенных ПАВ рост мицелл лимитирует также электростатическое отталкивание ионизированных полярных групп. Определенную роль играет и энтропийный фактор — уменьшение энтропии вследствие возрастания упорядоченности при упаковке молекул (ионов) ПАВ в мицеллярные агрегаты. Эти факторы компенсируют выигрыш энергии, связанный с переносом углеводородных радикалов из воды внутрь мицеллы, и в растворе устанавливается равновесный размер мицелл.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы