Gdy stężenie roztworu osiągnie stężenie miceli środka powierzchniowo czynnego

2020-04-15 00:40:26

Wraz ze zmianą stężenia roztworu wodnego następuje zmiana procesu tworzenia miceli Surfaktantu w roztworze. Kiedy stężenie środka powierzchniowo czynnego w roztworze jest bardzo niskie, to znaczy, gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego w roztworze jest bardzo małe, powietrze i woda stykają się niemal bezpośrednio. Napięcie powierzchniowe wody nieznacznie spada, zbliżając się do stanu czystej wody. W wodzie jest tylko kilka cząsteczek środka powierzchniowo czynnego. Kiedy stężenie środka powierzchniowo czynnego nieznacznie wzrośnie, cząsteczki środka powierzchniowo czynnego wkrótce zgromadzą się na powierzchni wody. Zalanie wodą zmniejszy kontakt wody z powietrzem, a napięcie powierzchniowe roztworu gwałtownie spadnie.

Niektóre środki powierzchniowo czynne w wodzie łączą się, a grupy hydrofobowe tych środków powierzchniowo czynnych zaczynają tworzyć małe micele. Wraz ze wzrostem stężenia środka powierzchniowo czynnego, gdy roztwór środka powierzchniowo czynnego osiągnie adsorpcję nasycenia, powierzchnia zaczyna tworzyć ściśle ułożoną monowarstwę. Gdy stężenie roztworu osiągnie stężenie miceli środka powierzchniowo czynnego, napięcie powierzchniowe roztworu spada do niskiej wartości.

Jeśli środek powierzchniowo czynny nadal rośnie po osiągnięciu krytycznego stężenia miceli, chociaż stężenie roztworu wzrasta, napięcie powierzchniowe roztworu prawie już nie maleje. W tym czasie wzrasta liczba miceli i liczba agregacji w roztworze, a układ roztworu składa się z miceli. Mikroreaktorem używanym do syntezy nanoproszku jest w tym momencie micela. Następnie układ stopniowo przechodzi w stan ciekłokrystaliczny. Gdy stężenie środka powierzchniowo czynnego w roztworze wodnym osiągnie CMC, środek powierzchniowo czynny wraz ze wzrostem jego stężenia będzie tworzył micele, co znajduje odzwierciedlenie w punkcie zwrotnym krzywej napięcia powierzchniowego i stężenia środka powierzchniowo czynnego (krzywa r-1gc), natomiast pozostałe właściwości fizykochemiczne roztworu nie są idealne.

W przypadku jonowych środków powierzchniowo czynnych utworzone przez nie micele mają wyższe ładunki. Ze względu na efekt przyciągania elektrostatycznego, niektóre przeciwjony zostaną przyciągnięte wokół miceli, co powoduje, że niektóre ładunki dodatnie i ujemne znoszą się wzajemnie. Jednakże siła blokowania mgły jonowej utworzonej przez przeciwjony znacznie wzrasta po utworzeniu przez micelę wysokiego ładunku, który można wykorzystać do regulacji dyspersji nanoproszku. Z tych dwóch powodów równoważna przewodność roztworu szybko maleje wraz ze wzrostem stężenia po CMC. Dlatego ten punkt służy również do pomiaru krytycznego stężenia miceli środka powierzchniowo czynnego.

Struktura miceli jonowego środka powierzchniowo czynnego to micela sferyczna, która składa się z wewnętrznego rdzenia, zewnętrznej powłoki i podwójnej warstwy elektrycznej dyfuzyjnej. Wewnętrzny rdzeń jonowego środka powierzchniowo czynnego składa się z łańcucha węglowodorowego podobnego do hydrofobowego ciekłego węglowodoru, a jego średnica wynosi około 1-2,8 nm. Ponieważ sąsiednia grupa polarna - CH2 - ma pewną polarność, wokół rdzenia nadal znajdują się pewne cząsteczki wody, więc w rdzeniu miceli jest więcej wody przesiąkniętej. W tym momencie ta grupa - CH2 - jest nie tylko rdzeniem złożonym z ciekłego łańcucha węglowodorowego, ale także częścią nieciekłej otoczki miceli.