Data wykonania 02.12.96

Krytyczne stężenie powstawania miceli

Wykonał :

1. Wstęp teoretyczny

Micele zaliczamy do koloidów asocjacyjnych, które powstają przez samorzutne połączenie się większej liczby cząsteczek w agregaty, gdy przekroczone zostanie określone graniczne stężenie roztworu. Zachowanie takie jest typowe dla roztworów mydeł i innych detergentów. W roztworach rozcieńczonych związki te występują w dyspersji molekularnej.

W miarę zwiększania stężenia własności takich roztworów, np.: ich napięcie powierzchniowe, lepkość, przewodnictwo elektryczne, zmieniają się w sposób monotoniczny. Po osiągnięciu pewnego stężenia stwierdza się, że dalsze jego zwiększanie nie zmienia już własności roztworu. Przy tym stężeniu rozpoczyna się bowiem tworzenie kulistych miceli, skupiających tysiące cząsteczek detergentu ustawionych grupą hydrofilową na zewnątrz, a łańcuchami węglowodorowymi do wewnątrz miceli.

Micela taka przypomina micelę koloidu liofobowego, będąc, jak tamta skupiskiem wielkiej liczby cząsteczek otoczonych warstwą jonów adsorbowanych na jej powierzchni. Równocześnie jednak jest ona silnie zhydratowana dzięki obecności grup hydrofilowych

i pod tym względem przypomina cząsteczkę eukaloidu.

Obserwując zmianę przewodnictwa roztworów o danych stężeniach jesteśmy w stanie wyznaczyć krytyczne stężenie powstawania miceli w roztworze laurynianu sodu.

2. Obliczenia

Obliczam stałą naczyńka konduktometrycznego (k) korzystając ze wzoru:

gdzie

χ - przewodnictwo właściwe (wartości tablicowe dla r - ru KCl)

g - przewodnictwo [s = 1/Ω]

dla 0.1m KCl χ_tabl. = 0.01215 [s]

= 1.215 [cm^-1]

dla 0.01m KCl χ_tabl = 0.001332 [s]

= 1.11 [cm^-1]

wartość średnia k_śr = 1.1625 [cm^-1]

Obliczam przewodnictwo właściwe roztworów laurynianu sodu korzystając ze wzoru:

stężenie roztworu	przewodnictwo właściwe
0.001	3.49 * 10^-4
0.0015	4.068 * 10^-4
0.002	5.115 * 10^-4
0.0025	5.8125 * 10^-4
0.005	11.625 * 10^-4
0.0065	11.625 * 10^-4
0.008	17.44 * 10^-4
0.0095	20.925 * 10^-4
0.01	21.5 * 10^-4
0.015	29.1 * 10^-4
0.025	46.5 * 10^-4
0.03	52.31 * 10^-4
0.035	58.125 * 10^-4
0.04	69.75 * 10^-4
0.045	69.75 * 10^-4
0.05	81.375 * 10^-4

Obliczam przewodnictwo równoważnikowe roztworów laurynianu sodu.

stężenie roztworu	przewodnictwo równoważnikowe
0.001	349
0.0015	271.2
0.002	255.75
0.0025	232.5
0.005	232.5
0.0065	178.85
0.008	218
0.0095	220.26
0.01	215
0.015	194
0.025	186
0.03	174.37
0.035	166.07
0.04	174.38
0.045	155
0.05	162.75

Obliczam

1 - 0.032 9 - 0.1

2 - 0.039 10 - 0.12

3 - 0.045 11 - 0.158

4 - 0.05 12 - 0.173

5 - 0.071 13 - 0.187

6 - 0.081 14 - 0.2

7 - 0.089 15 - 0.212

8 - 0.097 16 - 0.224

Odczytane wartości krytycznego stężenia powstawania miceli

dla niskich stężeń x₁ = 0.0016 [mol/l]

dla wysokich stężeń x₂ = 0.0135 [mol/l]

Krzywą zależności przewodnictwa właściwego opisują następujące parametry :

y = 0.158x + 3.53

jest to równanie prostej y = ax + b, gdzie

a - to wartość nachylenia prostej,

b, wartość przesunięcia prostej względem punktu 0 na osi y

Wnioski

W odczytanym z wykresu przedziale stężeń normalnych tj. od wartości 0.0016 do 0.0135 nie zmieniają się właściwości fizyczne roztworów laurynianu sodu (w badanym przypadku było to przewodnictwo równoważnikowe). Zjawisko to świadczy o powstawaniu miceli, które tworzą duże agregaty cząsteczek.

1

---