Смеси катионного и неионогенного ПАВ: особенности мицеллообразования и адсорбции на различных межфазных поверхностях

• Автор: Харитонова, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил

Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Теоретические подходы к описанию свойств бинарных смесей ПАВ

1.1.1. Мицеллообразование в бинарных смесях ПАВ

1.1.1.1. Модель псевдофазного разделения

1.1.1.2. Квазихимическая модель. Молекулярнотсрмодинамичекая теория.

1.1.2. Адсорбция на ранице раздела растворвоздух в бинарных смесях ПАВ

1.2. Свойства бинарных смесей I .

1.2.1. Мицеллообразование и адсорбция на ранице растворвоздух в бинарных смесях ПАВ

1.2.1.1. Смеси ПАВ, содержащих гидрофильную группу одинаковой природы

1.2.1.2. Смеси катионного и анионною ПАВ.

1.2.1.3. Смеси анионного и неионогенного ГАВ
1.2.1.4. Смеси катионного и неионогенного ПАВ
1.2.2. Адсорбция бинарных смесей ПАВ на поверхности минеральных оксидов
Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Характеристика использованных веществ
2.2. Изучение мицеллообразования в водных растворах ПАВ и адсорбции на поверхности раздела растворвоздух
2.2.1. Исследованные системы
2.2.2. Методы исследования
2.3. Изучение адсорбции ПАВ на твердой полярной поверхности.
2.3.1. Исследованные системы
2.3.2. Методы исследования адсорбции
2.3.2.1. Методы измерения адсорбции ПАВ на твердой поверхности
2.3.2.2. Методика изучения адсорбции на порошках.
2.3.2.3. Изучение смачивания поверхности вЮг и АЬОз растворами
Г лава 3. Исследование мицеллообразования и адсорбции на поверхности раздела растворвоздух в бинарных смесях катионного и неионогенного ПАВ
3.1. Анализ межмолекулярных взаимодействий в системах бромид цетилпиридинияТритон Х0 и бромид цетилтриметиламмонияТритон Х0 с использованием подходов РубинаРозена и Мотомуры.
3.2. Исследование свойств смесей бромид додецилпиридинияТритон Х0.
3.2.1 Исследование свойств бромида додецилпиридиния, Тритона X
и их смсссй при нейтральных
3.2.2. Исследование свойств бромида додецилпиридиния, Тритона Х
и их смесей при 3.6, 8.7, .
Глава 4. Адсорбция индивидуальных ПАВ и их смесей на поверхности минеральных оксидов.
4.1. Адсорбция бромида додецилпиридиния и Тритона X0 из индивидуальных и смешанных растворов на поверхности АЬОз
4.1.1. Адсорбция бромида додецилпиридиния и Тритона Х0 из индивидуальных водных растворов на поверхности АЬОз при различных
4.1.2. Адсорбция бромида додецилпиридиния и Тритона X0 из водных растворов их смесей на поверхности АЬОз при различных
4.2. Адсорбция бромида додецилпиридиния и Тритона Х0 из индивидуальных и смешанных растворов на поверхности БЮг.
4.2.1. Адсорбция бромида додецилпиридиния из водных растворов на поверхности БЮг при различных
4.2.2. Адсорбция Тритона Х0 из водных растворов на поверхности ЯЮ2 при различных
4.2.3. Адсорбция бромида додецилпиридиния и Тритона Х0 из водных растворов их смесей на поверхности 8Ю2 при различных .
Список литературы.
ВВЕДЕНИЕ


ПАВ, если принять, что в случае последних данные выражения относятся к поверхностноактивному иону, а эффект противоиона учитывается коэффициентом активности. Подстановка выражений для химических потенциалов в уравнение 1. С, дсС,м. Зл2. Комбинируя 1. М 2 и
а. СМ Мч2. С
. Из уравнений 1 также следует
1. ССГ П
Таким образом, для определения состава смешанных мицелл, коэффициентов активности и параметров межмодекулярного взаимодействия для смеси данного состава необходимо экспериментально определить ККМ смеси и индивидуальных ПАВ. Данный подход позволяет оценить состав мицелл, коэффициенты активности ПАВ, избыточную свободную энергию мицеллообразования с использованием данных но зависимости ККМ от состава объемной фазы 6, 7. Отметим, что авторы , предложили аналогичный способ расчет состава смешанных мицелл, однако в указанных работах мольная доля ПАВ в смешанных мицеллах является единственной количественной характеристикой мицеллообразования, и, таким образом, предложенное описание смешанных систем не дает информации о характере взаимодействия ПАВ в мицеллах. Подход, представленный в работах 6, 7, содержит болсс подробное и строгое с термодинамической точки зрения описание явлений в смешанных системах. Ь и б. Общая моляльность раствора т и мольная доля ПАВ в водном растворе а, определяются как
й у,и, у2го2 , й,у,т,1Ьу , 1. ПАВ 1 и 2, а индекс ПАВ, у, у1о ус, у2 у2а ум. РуРГу, 1. Аналогичные выражения записываются для ПАВ 2. Руругф, рургуЯГ, 1. Р число Фарадея, 6, ф электрические по тенциалы в растворе и мицеллах. ЯТпуЛуДО, 1. ПАВ 1 в индивидуальном растворе, у1 средний коэффициент активности ПАВ 1 в растворе смеси. Й, 1. Здесь и у0 средние химический потенциал и коэффициент активности ПАВ 1 в мицеллах, находящихся в равновесии с индивидуальным раствором ПАВ 1, у У средний коэффициент активности ПАВ 1 в смешанных мицеллах, Ур фактор предпочтительного включения ПАВ 1 в мицеллу. Кп 0, ыу МУп МУР 1. Ур МУР 1му му. Ка х уV,,. РУ 1сиРУ 1. Аналогичные уравнения можно вывести и для второго компонент смешанной системы. Подставляя выражения для средних химических потенциалов 1. Л,ти у уу0, 1. ККМ смеси. Л моляльность, соответствующая ККМ индивидуальных ПАВ. ПАВ, определенную в терминах предпочтительного включения ионов в мицеллу и взаимодействий между ионами. В рассмотренном вьппс подходе РубинаРозена для нахождения состава смешанных мицелл использовалось приближение регулярных растворов, что подразумевает использование определенной модели для коэффициентов активности уравнения 1 Подход авторов 6, 7, , основан на применении уравнений ГиббсаДюгема к мицеллярной системе. Xii xi дляаис , , 1. Т,р , 1. Из уравнений 1. Таким образом, если известна зависимость ККМ от состава растворов смесей ,, по уравнению 3 можно рассчитать состав образующихся смешанных мицелл. I . Квазихимическая модель. В последнее десятилетие предпринимаются попытки разработать подходы к описанию явлений, происходящих в смешанных мицеллярных системах, в рамках квазихимичсской модели 9, , . ККМ, состав мицелл, их форма, размер и распределение по размерам, на основании данных по строению молекул индивидуальных ПАВ. Теорией, наиболее полно описывающей сметанные системы с позиций квазихимической модели, является молекулярнотермодинамическая теория, представленная в работах Бланкиггейна с соавт. Отметим, что данная теория первоначально была предложена для описания однокомпонентных систем и объединила в себе подходы Тэнфорда , Нагараджана и Рукснштейн , а также Израэлашвили . Впоследствии авторы развили предлагаемый подход для рассмотрения мицеллообразования в смешанных системах ПАВ. Рт. Р я1уц2. Здесь р,1У химический потенциал смешанной мицеллы с числом агрегации п и составом V V доля ПАВ 1, р, химический потенциал го ПАВ. С,. Здесь ц, стандартный химический потенциал 1го компонента ПАВ 1, 2 и воды, Х АТу Лг, Л2, Хпу яу 1Х. Зтес свободная энергия смешанного мицеллообразования, являющаяся функцией формы мицеллы 5, радиуса ядра с и состава у, О, свободная энергия межмицеллярного взаимодействия. Химический потенциал мицеллы равен

Из 1. Хпу иеХГ,Хр,евЪшЮ 1.