wymagania0 bmp

"j ĆvO. loTj Ce^houa ^ ,

g) W opisie sporządzić wykresy zmian napięcia i natężenia prądu w funkcji czasu.

6.6. Koloidy asocjacyjne

6.6.1. Powstawanie i budowa miceli

Powstawanie i budowę miceli koloidów asocjacyjnych można rozpatrzyć na przykładzie związków powierzchniowo czynnych.

Związki powierzchniowo czynne, jak scharakteryzowano w rozdz. 5.1.3., posiadają charakterystyczną, asymetryczną budowę. Cząsteczki tych związków składają się z dwóch części o bardzo różnych właściwościach: części niepołarnej lub słabo polarnej o charakterze węglowodorowym oraz części polarnej, jonotwórczej lub niejonotwórczej. Substancje o tak charakterystycznej budowie, składające się z części niepołarnej (hydrofobowej) i części polarnej (hydrofilowej) nazywa się ogólnie substancjami a m fi fi 1 o w y m i (amfipatycznymi).

Jeśli substancję amfifilową, taką jak np. siarczan dodecylosodowy Ci2H250S03Na, rozpuści się w wodzie, to cząsteczki tego związku gromadzą się na granicy faz woda/powietrze i orientują na powierzchni roztworu w sposób pokazany na rys. 8a. W miarę zwiększania stężenia roztworu cząsteczki w warstwie powierzchniowej ulegają preorientacji, tworząc warstwę ściślej upakowaną, w której grupy polarne tkwią w wodzie, a części niepolarne są skierowane prostopadle lub skośnie do powierzchni (rys. 8b). W końcu cala warstwa powierzchniowa ulega nasyceniu związkiem powierzchniowo czynnym (rys. 8c). Przy dalszym dodatku siarczanu dodecy-losodowego zaczynają tworzyć się mi cele koloidalne (rys. 9): części niepolarne cząsteczki łączą się ze sobą w taki sposób, aby mieć jak najmniejszą powierzchnię zetknięcia z fazą, do której nie mają powinowactwa, tzn. z wodą, natomiast części polarne orientują się w kierunku wody. Proces micelizacji jest wynikiem oddziaływania pomiędzy cząsteczkami substancji rozpuszczonej. W przypadku substancji amfifilowych mamy do czynienia z oddziaływaniami dwojakiego rodzaju: łańcuchy węglowodorowe przyciągają się silami bliskiego zasięgu van der Waalsa, a równocześnie grupy polarne odpychają się kulombowskimi siłami dalekiego zasięgu. W roztworach o niewielkim stężeniu, gdy odległości pomiędzy cząsteczkami przekraczają zasięg sil van der Waalsa, przeważają siły kulombowskiego odpychania i substancja rozpuszczona występuje w formie pojedynczych cząsteczek. Wraz ze wzrostem stężenia elektrolitu koloidalnego odległości pomiędzy łańcuchami maleją i coraz większą rolę zaczynają odgrywać siły wzajemnego przyciągania między łańcuchami węglowodorowymi. Przy

b    "2 ff'6vw    j

£^33^3^3

^w    (b)    (c)

Rys. 8. Usytuowanie cząsteczek związku powierzchniowo czynnego na granicy faz wo-a/powietrze: a) w roztworach silnie rozcieńczonych, b) przy wyższych stężeniach roztworow, c) przy całkowitym zapełnieniu warstwy powierzchniowej

©

o cząsteczka związku

powierzchniowo czynnego

Rys. 10. Schemat miceli warstwowej

? anion związku

powierzchniowo czynnego

© przeciwjon Q cząsteczka wody

Rys. 9. Schemat miceli kulistej.

stężeniach przekraczających krytyczne stężenie micelarne (w skrócie CMC) siły van der Waalsa równoważą sity kulombowskiego odpychania i powstają micele.

Liczba pojedynczych cząsteczek wchodzących w skład miceli nosi nazwę liczby agregacji lub liczby micelarnej. Zwykle50 do 100 cząsteczek tworzy micelę. W tab. 4 przedstawiono dane dotyczące charakterystyki miceli siarczanu dodecylosodowego.

167