Глава 8. Мицеллярные поверхностно-активные вещества (системы с самопроизвольным мицеллообразованием, полуколлоиды)

Изучение данной темы способствует формированию следующих компетенций: ОК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-5.

Теоретическое пояснение: ряд веществ в растворе могут одновременно на-ходиться в виде отдельных молекул и в виде скоплений молекул – коллоидных частиц или мицелл. Такие вещества называют полуколлоидами. К ним относят мыла, коллоидные поверхностно-активные вещества, дубильные вещества (тан-ниды), некоторые органические красители. В растворах полуколлоидов поддер-живается равновесие «молекулярный раствор « золь « гель».

Объединение молекул полуколлоидов в мицеллы начинается лишь при неко-торой минимальной концентрации полуколлоида в растворе. Она называется критической концентрацией мицеллообразования (ККМ). При ККМ свойства раствора полуколлоида (электропроводность, светорассеяние, поверхностное натяжение и др.) изменяются скачкообразно ( рис.12). Это объясняется увеличе-

Рис.12 . Зависимость эквивалентной электропроводности (1), поверхностного натяжения (2), осмотического давления (3) и мутности (4) растворов мицеллярных ПАВ от концентрации

нием числа мицелл и сравнительным пос-тоянством концентрации ионов или моле-кул полуколлоида, значит и свойств раствора полуколлоида, после достиже-ния ККМ, несмотря на увеличение кон-центрации ПАВ в растворе. Таким обра-зом, по точке резкого изменения свойств раствора с ростом концентрации можно определить ККМ полуколлоидов, а по ней судить о структуре молекул, поверхност-ной и солюбилизационной активности полуколлоидов. Величина ККМ зависит от соотношения гидрофильных и гидро-фобных свойств молекулы полуколлоида, которое характеризуется гидрофильно-

129

липофильным балансом. Скачкообразное изменение свойств растворов легло в основу методов определения ККМ.

Лабораторная работа

Определение критической концентрации мицеллообразования методом измерения поверхностного натяжения

Задачи работы: определение ККМ методом измерения поверхностного натяжения.

Оборудование и реактивы: 0,05 М раствор олеата калия, дистиллированная вода, пипетки, сталагмометр, стаканчик.

Выполнение работы: из исходного 0,05 М раствора олеата калия приготовить ряд разбавленных растворов. Каждый раствор меньшей концентрации готовить из предыдущего раствора большей концентрации. Концентрации и смешиваемые объемы растворов и воды указаны в таблице. Сталагмометрическим методом определить поверхностное натяжение растворов (описание метода см. на стр.78), результаты занести в таблицу:

Концентрация раствора, моль/л	Логарифм концентра-ции, lgC	Объем предыдущего раствора, мл	Объем воды, мл	Число капель, N	Поверхностное натяжение, , мДж/м2
Вода					s(Н2О) = 72,56
50	1,7
10	1,0	5	20
5	0,7	25	25
2	0,3	20	30
1	0	25	25

Порядок оформления работы: выполнить работу, записать ход работы. Построить график зависимости поверхностного натяжения раствора от логарифма концентрации. По графику определить ККМ.