- •Введение
- •1. Предмет коллоидной химии, её место среди естественнонаучных
- •2. Признаки объектов коллоидной химии
- •3. Краткий исторический очерк
- •Глава 1 особенности строения поверхностного слоя. Поверхностное натяжение
- •1.1. Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение
- •1.2. Пути уменьшения свободной поверхностной энергии
- •1.3. Поверхностно-активные вещества
- •1.4. Классификация поверхностно-активных веществ
- •1.5. Применение поверхностно-активных веществ
- •1.6. Изотерма поверхностного натяжения. Уравнение
- •1.7. Свойства пав: поверхностная активность, гидрофильно-
- •1.8. Мицеллообразование в растворах мпав. Критическая
- •1.9. Липосомы
- •Глава 2 когезия. Адгезия. Смачивание
- •2.1. Когезия
- •2.2. Адгезия
- •2.3. Смачивание. Растекание
- •2.4. Инверсия смачивания
- •Глава 3 адсорбция
- •3.1. Общие понятия
- •3.2. Адсорбция на поверхности раздела “жидкость - газ”
- •3.3. Адсорбция на поверхности раздела «жидкость – жидкость»
- •3.4. Адсорбция на поверхности раздела «твёрдое тело – газ»
- •3.4.1. Мономолекулярная адсорбция. Уравнение Лэнгмюра
- •3.4.2. Уравнение Фрёйндлиха
- •3.4.3. Полимолекулярная адсорбция. Капиллярная конденсация
- •3.5. Адсорбция на поверхности раздела «твёрдое тело – жидкость»
- •3.5.1. Молекулярная адсорбция
- •3.5.2. Адсорбция из водных растворов электролитов
- •3.5.3. Влияние природы адсорбирующихся ионов
- •Уменьшение гидратированности
- •У величение адсорбируемости:
- •3.5.4. Влияние природы адсорбента
- •3.5.5. Образование двойного электрического слоя
- •3.5.6. Обменная адсорбция
- •3.5.6.1. Иониты
- •3.6. Хроматография
- •3.6.1. Общие представления и классификация хроматографических методов
- •3.6.2. Газовая хроматография
- •3.6.3. Жидкостная хроматография
- •3.6.3.1. Адсорбционная хроматография
- •3.6.3.2. Распределительная хроматография
- •3.6.3.3. Аффинная хроматография
- •3.6.3.4. Эксклюзионная хроматография
- •3.6.3.5. Ионообменная хроматография
- •3.6.4.1. Осадочная хроматография
- •Глава 4 получение и очистка дисперсных систем
- •4.1. Классификация
- •4.2. Получение
- •4.2.1. Диспергационные методы
- •4.2.2. Конденсационные методы
- •4.2.3. Комбинированные методы
- •4.3. Очистка коллоидных растворов
- •Глава 5 двойной электрический слой. Строение мицеллы лиофобных золей
- •5.1. Строение двойного электрического слоя
- •Поверхность скольжения
- •5.2. Влияние на двойной электрический слой разбавления
- •5.3. Строение мицеллы лиофобных золей
- •5.4. Формула мицеллы
- •5.5. Электрокинетические явления
- •5.6. Экспериментальное определение электрокинетического
- •Глава 6
- •6.1. Виды устойчивости
- •6.2. Факторы агрегативной устойчивости
- •6.3. Коагуляция
- •6.4. Коагуляция под действием электролитов. Порог коагуляции
- •6.5. Теории коагуляции
- •6.7. Коагуляция смесью электролитов
- •6.8. Привыкание
- •6.10. Взаимная коагуляция золей
- •6.11. Коллоидная защита
- •Глава 7
- •7.1. Броуновское движение и диффузия в коллоидных системах
- •7.2. Седиментация и седиментационная устойчивость
- •7.3. Закономерности седиментации в гравитационном поле.
- •7.4. Седиментация в центробежном поле
- •7.5. Седиментационный анализ
- •7.6. Вязкость дисперсных систем
- •7.7. Осмотическое давление дисперсных систем
- •Глава 8
- •8.1. Явления, наблюдаемые при попадании света в дисперсные
- •8.2. Рассеяние света. Уравнение Рэлея
- •8.3. Оптические методы исследования и анализа
- •Глава 9
- •9.1. Суспензии и пасты
- •9.2. Эмульсии
- •9.3. Пены
- •9.4. Аэрозоли
- •9.5. Порошки
- •Глава 10
- •10.1. Классификация высокомолекулярных веществ
- •10.2. Получение, применение и свойства высокомолекулярных
- •10.3. Фазовые и физические состояния полимеров
- •10.4. Набухание
- •10.5. Растворение
- •10.6. Свойства растворов высокомолекулярных веществ
- •10.6.1. Вязкость. Вискозиметрия
- •10.6.2. Осмотическое давление, Осмометрия
- •10.6.3. Мембранное равновесие
- •10.6.4. Оптические свойства
- •10.7. Полиэлектролиты. Белки. Изоэлектрическая точка
- •10.7.1. Методы определения изоэлектрической точки белков
- •10.8. Выделение вмв из растворов. Коацервация
- •10.9. Застудневание
- •10.10. Пластическая вязкость. Уравнение Бингема
- •Глава 11
- •11.1. Классификация и применение гелей и студней
- •11.2. Свойства гелей и студней
- •11.2.1. Тиксотропия
- •11.2.2. Синерезис
- •11.2.3. Диффузия в гелях и студнях
- •11.2.4. Периодические реакции
1.8. Мицеллообразование в растворах мпав. Критическая
концентрация мицеллообразования. Солюбилизация
Мицеллообразующие ПАВ при малых концентрациях существуют в растворах в виде отдельных молекул или ионов. При увеличении концентрации раствора их молекулы (ионы) ассоциируют друг с другом, образуя вначале димеры, тримеры и другие ассоциаты. После превышения некоторой, характерной для каждого данного ПАВ, концентрации, называемой критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), МПАВ существуют в растворе в виде особого рода образований, называемых мицеллами. Для большинства ПАВ ККМ лежит в пределах 105 102 моль/л.
Под мицеллой ПАВ понимают агрегат дифильных молекул, лиофильные группы которых обращены к соответствующему растворителю, а лиофобные соединяются друг с другом, образуя ядро мицеллы. Процесс мицеллообразования обратим, так как при разбавлении раствора мицеллы распадаются на молекулы и ионы.
В водных растворах при концентрациях, ненамного превышающих ККМ, образуются сферические мицеллы ("мицеллы Гартли"). Внутренняя часть мицелл Гартли состоит из переплетающихся углеводородных радикалов, а полярные группы молекул ПАВ обращены в водную фазу. Диаметр таких мицелл приблизительно равен удвоенной длине молекул ПАВ. Число молекул в мицелле (степень агрегации) растёт до какого-то предела (обычно 30 - 100 молекул), после чего с дальнейшим ростом концентрации не изменяется, но число мицелл увеличивается.
При более высоких концентрациях мицеллы Гартли взаимодействуют друг с другом, что приводит к их деформации. Они могут принимать цилиндрическую, дискообразную, палочкообразную, пластинчатую форму (“мицеллы Мак-Бена”). При концентрациях примерно в 10 - 50 раз больше ККМ (т. н. ККМ2) мицеллы приобретают цепочечную ориентацию и вместе с молекулами растворителя способны образовывать студнеообразное тело. При добавлении к таким концентрированным мицеллярным растворам ПАВ нейтральных солей - NaCl, КCl, NH4NO3 и т. п., - соли отнимают у мицелл воду, входящую в гидратную оболочку (дегидратируют мицеллы), и облегчают объединение мицелл. При этом ПАВ в зависимости от плотности выпадает в осадок или всплывает на поверхность. Такое выделение ПАВ из мицеллярных растворов называется высаливанием.
В неводных средах при мицеллообразовании возникают "обращённые" мицеллы, в центральной части которых находятся полярные группы, окружённые по периферии слоем углеводородных радикалов. Такие мицеллы обычно содержат значительно меньше молекул ПАВ (30 - 40), чем в водных средах.
При добавлении к мицеллярным растворам ПАВ нерастворимых в данной среде веществ, в особенности жидких, и при перемешивании возможна солюбилизация, то есть проникновение молекул этих веществ внутрь мицелл. Так, углеводороды и жиры солюбилизируются водными растворами мыл и белков (прямая солюбилизация), вода и полярные вещества - мицеллярными растворами ПАВ в неполярных органических растворителях (обратная солюбилизация).
Явление солюбилизации используется в технологии лекарств для приготовления жидких лекарственных форм из веществ, нерастворимых в воде. Такие лекарственные формы называются солюбилизированными, а нерастворимые в воде лекарственные вещества (например, жирорастворимые витамины), входящие в состав мицелл – солюбилизатами. Однако применять таки лекарственные формы следует с осторожностью, так как при их разбавлении мицеллы ПАВ будут распадаться, что приведёт к выделению крупных капель или крупинок солюбилизата.