Адсорбция на повърхностно активно вещество върху хидрофилни повърхности
Адсорбция на ПАВ върху хидрофилни повърхности - раздел Биология, Адсорбция на йонни и нейоногенни ПАВ Адсорбция на ПАВ върху хидрофилни повърхности. Йонно повърхностно активно вещество при много нисък край.
адсорбция на ПАВ върху хидрофилни повърхности. ЙОННИ повърхностноактивни вещества При много ниски концентрации, йонните повърхностноактивни вещества се адсорбират върху заредени повърхности почти изключително чрез йонообменния механизъм.
По този начин противойоните на дифузната част на двойния електрически слой близо до повърхността се изместват от молекули на повърхностно активното вещество, носещи същия заряд.
Йонообменът води до увеличаване на концентрацията на повърхностно активното вещество близо до повърхността в сравнение с концентрацията му в разтвора. В резултат на това процесът на мицелизация се инициира на повърхността при концентрации на ПАВ в разтвора значително под CMC. Въпросът за формата на повърхностните мицели все още е дискусионен: те са сферични или полусферични. Но самият факт на повърхностно агрегиране на молекулите на повърхностно активното вещество при концентрации под KKM е извън съмнение.
При по-високи концентрации ПАВ образуват двуслоеви повърхности, образуването на които завършва с CMC. Долният монослой на двуслоя не трябва да бъде плътно опакован. Зависимостта на адсорбцията от концентрацията на ПАВ е схематично показана на фиг. 8, а, б; конкретен пример е показан на фиг. 8, c. За да се отразят свойствата на системите при ниски концентрации, ординатната и абсцисната оси са дадени в логаритмична скала. Повърхностното агрегиране е подобно по природа на образуването на мицели, така че адсорбцията също силно зависи от дължината на алкиловата верига. Повърхностно активното вещество с най-дълга дължина на хидрофобната верига се адсорбира в най-голяма степен.
От фиг. 9 се вижда, че адсорбцията е кооперативен процес, тъй като рязко нараства в тесен интервалконцентрации. И този ефект е най-значим за повърхностно активните вещества с дълги опашки. Тези данни служат като допълнително доказателство за силната зависимост на адсорбцията от структурата на молекулите на ПАВ и по-слабата зависимост от взаимодействията на молекулите на ПАВ с повърхността.
Фиг.7. Влияние на въведените повърхностно активни вещества върху стабилността на латекса по отношение на различни влияния: механични, в цикли на замразяване-размразяване, с добавяне на електролит повърхностна мицелизация. Адсорбцията на йонни повърхностно активни вещества върху хидрофилни повърхности е практически независима от температурата, както може да се види от фиг. 10b. Адсорбцията се променя само с 10-20% при промяна на температурата с 50°C. Максимумът на адсорбция се наблюдава при 25°C, което съвпада с минималната KKM стойност на повърхностно активното вещество при същата температура.
Ориз. Фиг. 9. Адсорбция на някои катионни повърхностноактивни вещества върху силициев диоксид при pH 4. Адсорбционната кооперативност нараства с дължината на алкиловите вериги Фиг.10. a - Адсорбция на додецилпиридиниев хлорид върху каолин при три различни стойности на йонна сила, b - температурна зависимост на адсорбцията при три DPC концентрации над изоелектричната точка.
С любезното съдействие 2.2 НЕЙОННИ повърхностноактивни вещества Адсорбцията на нейонни повърхностноактивни вещества към хидрофилни повърхности се контролира от взаимодействието между повърхността и полиоксиетиленовия скелет. Ако съществува такова взаимодействие, адсорбцията протича подобно на адсорбцията на йонни повърхностно активни вещества върху хидрофилни повърхности. Фигура 11 схематично показва адсорбцията на нейонно повърхностноактивно вещество върху силициева повърхност.
Освен това в тази система се наблюдава повърхностно агрегиране на повърхностноактивни вещества при концентрациимного по-малък KKM на повърхностно активното вещество. Концентрацията, при която започва повърхностното агрегиране, се нарича критична повърхностна концентрация на агрегиране. Тази стойност е от порядъка на една десета от CMC. На фиг.11 оста y има линеен мащаб и следователно изотермата има различна форма от тази на фиг.8. Изотермите на адсорбция, подобни на външен вид на изотермата на фиг. 11, показват висока степен на адсорбционна кооперативност над точката CCPA. Адсорбцията в този случай може да се опише като самоорганизация, предизвикана от повърхността.
Резултатите, показани на Фиг. 12, ясно показват, че нейонните повърхностно активни вещества образуват дискретни структури, подобни на мицели на повърхността. Размерът на такива агрегати се увеличава с увеличаване на дължината на въглеводородната верига в молекулите на повърхностно активното вещество. Фиг.12. Корелация между адсорбцията на моноалкилови етери на полиетиленгликоли върху силициев диоксид при 250C и стойността на CPU; c-концентрация на нейонни повърхностно активни вещества в разтвор Фигура 13 показва адсорбционни изотерми на две нейонни повърхностноактивни вещества, производни на алкилфеноли, върху силициев диоксид, а именно OP-E95 и NP-E9.5. Адсорбцията на двете ПАВ може да се отрази в една крива, ако абсцисата е представена в дадените единици.
Имайте предвид, че ходът на кривата е подобен на зависимостите, показани на фигури 11 и 12. С помощта на флуоресцентна спектроскопия беше показано, че агрегатите от нейонни повърхностно активни вещества, образувани на повърхността, са дискретни; при ниски концентрации на повърхността не се образува монослой.
Ориз. Адсорбция на неповърхностноактивни вещества върху каолин при различни дължини на полиоксиетиленови вериги. С увеличаване на h CPA нараства, което води до намаляване на адсорбцията Фиг.15. Адсорбция на две нейонни повърхностноактивни вещества върху силициев диоксид като функция на рН. И накрая, Фигура 15 показва, че адсорбцията изисква взаимодействие между повърхностно активното вещество и повърхността.
Може да се види, че адсорбцията на две нейонни повърхностноактивни вещества върхусилициевият диоксид намалява почти до нула при pH
10 и по-горе. В случая на по-хидрофобното повърхностноактивно вещество C12E5, зависимостта на адсорбцията от pH е много рязка при pH над 9. Това показва, че само малко взаимодействие между повърхностноактивното вещество и повърхността е достатъчно за адсорбцията на хидрофобните повърхностноактивни вещества. Веднага след като няколко молекули се адсорбират на повърхността, те образуват ядро, върху което се извършва по-нататъшна адсорбция, придружена от повърхностна агрегация.
Този ефект, както се очаква, е по-слабо изразен за по-хидрофилното нейонно повърхностно активно вещество Ci2E8. Резултатите, представени на фиг. 15, могат да бъдат обяснени по два начина. Първо, в алкални разтвори повърхностните хидроксилни групи на адсорбента са йонизирани и не могат да образуват водородни връзки с нейонни повърхностноактивни молекули; в резултат на това не настъпва адсорбция.
Второ, хидроксилните йони от разтвора се конкурират за адсорбционни центрове на повърхността и при рН над 10 молекулите на повърхностно активното вещество са напълно изместени от повърхността. 3.