बच्चों के लिए ज्वरनाशक दवाएं बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित की जाती हैं। लेकिन बुखार के साथ आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएँ सबसे सुरक्षित हैं?
क्रिटिकल मिसेल सांद्रता घोल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता है जिस पर स्थिर मिसेल बनते हैं। कम सांद्रता पर, सर्फेक्टेंट वास्तविक समाधान बनाते हैं। जैसे-जैसे सर्फेक्टेंट सांद्रता बढ़ती है, सीएमसी हासिल की जाती है, यानी, सर्फेक्टेंट एकाग्रता जिस पर मिसेल दिखाई देते हैं जो असंबद्ध सर्फेक्टेंट अणुओं के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन में होते हैं। जब घोल को पतला किया जाता है, तो मिसेल विघटित हो जाते हैं, और जब सर्फेक्टेंट की सांद्रता बढ़ जाती है, तो वे फिर से प्रकट हो जाते हैं। सीएमसी के ऊपर, सभी अतिरिक्त सर्फेक्टेंट मिसेल के रूप में हैं। सिस्टम में बहुत अधिक सर्फेक्टेंट सामग्री के साथ, लिक्विड क्रिस्टल या जैल बनते हैं।
सीएमसी निर्धारित करने के लिए दो सबसे आम और अक्सर उपयोग की जाने वाली विधियाँ हैं: सतह तनाव और घुलनशीलता माप। आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में, केकेएम को मापने के लिए कंडक्टोमेट्रिक विधि का भी उपयोग किया जा सकता है। कई भौतिक-रासायनिक गुण मिसेल गठन के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए सीएमसी निर्धारित करने के लिए कई अन्य संभावनाएं हैं।
केकेएम की निर्भरता: 1)सर्फेक्टेंट अणु में हाइड्रोकार्बन रेडिकल की संरचना: हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई जलीय घोल में सूक्ष्मीकरण की प्रक्रिया पर निर्णायक प्रभाव डालती है। सूक्ष्मीकरण के परिणामस्वरूप प्रणाली की गिब्स ऊर्जा में कमी जितनी अधिक होगी, हाइड्रोकार्बन श्रृंखला उतनी ही लंबी होगी। मिसेल बनाने की क्षमता 8-10 कार्बन परमाणुओं से अधिक की मूल लंबाई वाले सर्फेक्टेंट अणुओं की विशेषता है। 2 ) ध्रुवीय समूह का चरित्र:जलीय और गैर-जलीय मीडिया में सूक्ष्मीकरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। 3) इलेक्ट्रोलाइट्स:गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स की शुरूआत से सीएमसी और मिसेल आकार पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए, यह प्रभाव महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता बढ़ने के साथ, आयनिक सर्फेक्टेंट का माइक्रेलर द्रव्यमान बढ़ जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स का प्रभाव समीकरण द्वारा वर्णित है: एलएन केकेएम = ए - बीएन - के एलएन सी, कहाँए कार्यात्मक समूहों के विघटन की ऊर्जा को दर्शाने वाला एक स्थिरांक है, बी एक सीएच 2 समूह के प्रति विघटन की ऊर्जा को दर्शाने वाला स्थिरांक है, एन सीएच 2 समूहों की संख्या है, के एक स्थिरांक है, सी इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता है। इलेक्ट्रोलाइट की अनुपस्थिति में c = KMC. 4) गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स का परिचय(कार्बनिक सॉल्वैंट्स) भी सीएमसी में बदलाव का कारण बनता है। यह मोनोमेरिक सर्फेक्टेंट और मिसेलस के पृथक्करण की डिग्री में कमी के कारण होता है। यदि विलायक अणु मिसेल में प्रवेश नहीं करते हैं, तो वे सीएमसी बढ़ाते हैं। सर्फेक्टेंट के गुणों को विनियमित करने के लिए, उनके मिश्रण का उपयोग किया जाता है, अर्थात, उच्च या निम्न मिसेल-बनाने की क्षमता वाले मिश्रण।4)तापमान:तापमान में वृद्धि से अणुओं की तापीय गति बढ़ जाती है और सर्फेक्टेंट अणुओं के एकत्रीकरण को कम करने और सीएमसी को बढ़ाने में मदद मिलती है। नॉनऑनिक * सर्फेक्टेंट के मामले में, बढ़ते तापमान के साथ सीएमसी कम हो जाती है; आयनिक ** सर्फेक्टेंट का सीएमसी तापमान पर कमजोर रूप से निर्भर करता है।
* नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट घुलने पर किसी में भी अलग नहीं होते हैं; उनमें हाइड्रोफिलिसिटी के वाहक आमतौर पर विभिन्न लंबाई के हाइड्रॉक्सिल समूह और पॉलीग्लाइकोल श्रृंखलाएं होते हैं
** आयनिक सर्फेक्टेंट विलयन में आयनों में वियोजित हो जाते हैं, जिनमें से कुछ में सोखना गतिविधि होती है, अन्य (काउंटरियन) सोखना सक्रिय नहीं होते हैं।
6. फोम. फोम के गुण और विशेषताएं। संरचना। फोम प्रतिरोध (जी/एफ)
वे तरल में गैस के बहुत मोटे, अत्यधिक केंद्रित फैलाव हैं। गैस चरण की अधिकता और बुलबुलों के पारस्परिक संपीड़न के कारण, उनका आकार गोलाकार के बजाय बहुफलकीय होता है। उनकी दीवारें तरल फैलाव माध्यम की बहुत पतली फिल्मों से बनी होती हैं। परिणामस्वरूप, फोम में छत्ते जैसी संरचना होती है। फोम की विशेष संरचना के परिणामस्वरूप, उनमें कुछ यांत्रिक शक्ति होती है।
मुख्य लक्षण:
1) बहुलता - फोम की मात्रा और मूल फोम सांद्रण घोल की मात्रा के अनुपात के रूप में व्यक्त की जाती है ( निम्न-गुनाफोम (K 3 से कई दसियों तक) - कोशिकाओं का आकार गोलाकार के करीब होता है और फिल्मों का आकार छोटा होता है
और उच्च गुना(कई हजार तक) - एक सेलुलर फिल्म-चैनल संरचना की विशेषता, जिसमें गैस से भरी कोशिकाओं को पतली फिल्मों द्वारा अलग किया जाता है)
2) किसी घोल की फोमिंग क्षमता - फोम की मात्रा, इसकी मात्रा (सेमी 3) या स्तंभ की ऊंचाई (एम) द्वारा व्यक्त की जाती है, जो एक स्थिर अवधि में कुछ मानक फोमिंग स्थितियों के अधीन फोमिंग घोल की दी गई स्थिर मात्रा से बनती है। समय की। ( कम प्रतिरोधीफोम केवल उपस्थिति में फोमिंग समाधान के साथ गैस के निरंतर मिश्रण के साथ मौजूद होते हैं। उदाहरण के लिए, पहली तरह के फोमिंग एजेंट। कम अल्कोहल और org. के.टी. गैस की आपूर्ति बंद होने के बाद ऐसे फोम जल्दी नष्ट हो जाते हैं। अत्यधिक स्थिरझाग कई वर्षों तक मौजूद रह सकते हैं। मिनट और घंटे भी. टाइप 2 फोमिंग एजेंट जो अत्यधिक स्थिर फोम का उत्पादन करते हैं उनमें साबुन और सिंथेटिक्स शामिल हैं। सर्फैक्टेंट) 3) फोम की स्थिरता (स्थिरता) - कुल मात्रा, फैलाव बनाए रखने और तरल रिसाव (सिनेरेसिस) को रोकने की इसकी क्षमता। 4) फोम फैलाव, जिसे बुलबुले के औसत आकार, उनके आकार वितरण या फोम की प्रति इकाई मात्रा में "समाधान-गैस" इंटरफ़ेस द्वारा चित्रित किया जा सकता है।
जब स्टेबलाइज़र की उपस्थिति में गैस को तरल में फैलाया जाता है तो फोम बनता है। स्टेबलाइज़र के बिना, स्थिर फोम प्राप्त नहीं किया जा सकता है। फोम की ताकत और जीवनकाल इंटरफ़ेस पर सोखने वाले फोमिंग एजेंट के गुणों और सामग्री पर निर्भर करता है।
फोम की स्थिरता निम्नलिखित मुख्य कारकों पर निर्भर करती है: 1. फोमिंग एजेंट की प्रकृति और एकाग्रता.(फोमिंग एजेंटों को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है। 1. पहली तरह के फोमिंग एजेंट।ये यौगिक हैं (कम अल्कोहल, एसिड, एनिलिन, क्रेसोल)। पहले प्रकार के फोमिंग एजेंटों के समाधान से फोम जल्दी से विघटित हो जाते हैं क्योंकि इंटरफिल्म तरल बाहर निकलता है। फोमिंग एजेंट की सांद्रता बढ़ने के साथ फोम की स्थिरता बढ़ती है, सोखने की परत संतृप्त होने तक अधिकतम मूल्य तक पहुंचती है, और फिर लगभग शून्य तक कम हो जाती है। 2 . दूसरे प्रकार के फोमिंग एजेंट(साबुन, सिंथेटिक सर्फेक्टेंट) पानी में कोलाइडल सिस्टम बनाते हैं, जिसके फोम अत्यधिक स्थिर होते हैं। ऐसे मेटास्टेबल फोम में इंटरफिल्म तरल का प्रवाह एक निश्चित समय पर रुक जाता है, और बाहरी कारकों (कंपन, वाष्पीकरण, धूल, आदि) की विनाशकारी कार्रवाई की अनुपस्थिति में फोम फ्रेम को लंबे समय तक संरक्षित किया जा सकता है। 2. तापमान.तापमान जितना अधिक होगा, स्थिरता उतनी ही कम होगी, क्योंकि इंटरबबल परतों की चिपचिपाहट कम हो जाती है और पानी में सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता बढ़ जाती है। फोम संरचना:फोम में गैस के बुलबुले पतली फिल्मों द्वारा अलग किए जाते हैं, जो मिलकर एक फिल्म फ्रेम बनाते हैं, जो फोम के आधार के रूप में कार्य करता है। यदि गैस की मात्रा कुल मात्रा का 80-90% है तो ऐसा फिल्म फ्रेम बनता है। बुलबुले एक साथ कसकर फिट होते हैं और केवल फोम समाधान की एक पतली फिल्म द्वारा अलग होते हैं। बुलबुले विकृत हो जाते हैं और पेंटाहेड्रोन का आकार ले लेते हैं। आमतौर पर बुलबुले फोम की मात्रा में इस तरह स्थित होते हैं कि उनके बीच तीन फिल्में जुड़ी होती हैं जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
पॉलीहेड्रॉन के प्रत्येक किनारे पर तीन फिल्में एकत्रित होती हैं, जिनके बीच का कोण 120° के बराबर होता है। फिल्मों के जंक्शनों (पॉलीहेड्रॉन किनारों) को मोटाई की विशेषता होती है जो क्रॉस सेक्शन में एक त्रिकोण बनाती है। प्रसिद्ध वैज्ञानिकों - बेल्जियम के वैज्ञानिक जे. पठार और अमेरिकी वैज्ञानिक जे. गिब्स, जिन्होंने फोम के अध्ययन में महान योगदान दिया, के सम्मान में इन गाढ़ेपन को पठार-गिब्स चैनल कहा जाता है। चार पठार-गिब्स चैनल एक बिंदु पर एकत्रित होते हैं, जिससे पूरे फोम में 109 लगभग 28 के समान कोण बनते हैं
7. फैलाव प्रणालियों के घटकों की विशेषताएं।बिखरी हुई प्रणाली - दो या दो से अधिक चरणों की एक विषम प्रणाली, जिसमें से एक (फैलाव माध्यम) निरंतर होता है, और दूसरा (फैला हुआ चरण) अलग-अलग कणों (ठोस, तरल या गैसीय) के रूप में इसमें बिखरा हुआ (वितरित) होता है। जब कण का आकार 10 -5 सेमी या उससे कम होता है, तो सिस्टम को कोलाइडल कहा जाता है।
फैलाव माध्यम - बिखरी हुई प्रणाली का बाहरी, निरंतर चरण। फैलाव माध्यम ठोस, तरल या गैस हो सकता है।
बिखरा हुआ चरण - बिखरी हुई प्रणाली का आंतरिक, कुचला हुआ चरण।
फैलाव - प्रणाली के बिखरे हुए चरण के विखंडन की डिग्री। यह कणों की विशिष्ट सतह के आकार (एम 2/जी में) या उनके रैखिक आयामों द्वारा विशेषता है।
*छितरी हुई अवस्था के कण आकार के अनुसार, बिखरी हुई प्रणालियों को पारंपरिक रूप से विभाजित किया जाता है: मोटे और बारीक टुकड़ों में।उत्तरार्द्ध को कोलाइडल सिस्टम कहा जाता है। फैलाव का आकलन औसत कण आकार, एसपी द्वारा किया जाता है। सतह या बिखरी हुई रचना। *परिक्षेपण माध्यम और परिक्षिप्त चरण के एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर, निम्नलिखित को प्रतिष्ठित किया जाता है। बुनियादी फैलाव प्रणालियों के प्रकार:
1) गैस फैलाव माध्यम के साथ एयरोडिस्पर्स्ड (गैस-फैला हुआ) सिस्टम: एयरोसोल (धुआं, धूल, धुंध), पाउडर, रेशेदार सामग्री जैसे महसूस किया गया। 2) तरल फैलाव माध्यम वाले सिस्टम; फैला हुआ चरण एम.बी. ठोस (मोटे सस्पेंशन और पेस्ट, अत्यधिक फैले हुए सोल और जैल), तरल (मोटे ढंग से फैले हुए इमल्शन, अत्यधिक बिखरे हुए माइक्रोइमल्शन और लेटेक्स) या गैस (मोटे ढंग से फैले हुए गैस इमल्शन और फोम)।
3) ठोस फैलाव माध्यम वाले सिस्टम: छोटे ठोस कणों, तरल बूंदों या गैस बुलबुले के समावेश के साथ ग्लासी या क्रिस्टलीय निकाय, उदाहरण के लिए, रूबी चश्मा, ओपल-प्रकार के खनिज, विभिन्न सूक्ष्मदर्शी सामग्री। *तरल फैलाव माध्यम के साथ लियोफिलिक और लियोफोबिक फैलाव प्रणालियाँ इस बात पर निर्भर करती हैं कि फैला हुआ चरण और फैलाव माध्यम उनके गुणों में कितने करीब या अलग हैं।
लियोफिलिक मेंबिखरी हुई प्रणालियों में, पृथक्करण चरण सतह के दोनों किनारों पर अंतर-आणविक अंतःक्रियाएं थोड़ी भिन्न होती हैं, इसलिए धड़कन। मुक्त सतह ऊर्जा (एक तरल के लिए - सतह तनाव) बेहद कम है (आमतौर पर एमजे/एम2 का सौवां हिस्सा), इंटरफ़ेज़ सीमा (सतह परत) हो सकती है धुंधला और अक्सर मोटाई में बिखरे हुए चरण के कण आकार के बराबर होता है।
लियोफिलिक फैलाव प्रणालियाँ थर्मोडायनामिक रूप से संतुलन में होती हैं, वे हमेशा अत्यधिक बिखरी हुई होती हैं, अनायास बनती हैं और, यदि उनके गठन की स्थितियाँ बनी रहती हैं, तो अनिश्चित काल तक मौजूद रह सकती हैं। विशिष्ट लियोफिलिक फैलाव प्रणालियाँ माइक्रोइमल्शन, कुछ पॉलिमर-पॉलिमर मिश्रण, माइक्रेलर सर्फेक्टेंट सिस्टम, तरल क्रिस्टल के साथ बिखरे हुए सिस्टम हैं। बिखरे हुए चरण. लियोफिलिक फैलाव प्रणालियों में अक्सर मॉन्टमोरिलोनाइट समूह के खनिज भी शामिल होते हैं जो जलीय वातावरण में सूज जाते हैं और स्वचालित रूप से फैल जाते हैं, उदाहरण के लिए, बेंटोनाइट क्ले।
लियोफोबिक मेंबिखरी हुई प्रणालियाँ अंतरआण्विक संपर्क। एक परिक्षेपण माध्यम में और एक परिक्षिप्त चरण में काफी भिन्न होते हैं; मारो मुक्त सतह ऊर्जा (सतह तनाव) उच्च है - कई से। इकाइयों से अनेक तक सैकड़ों (और हजारों) एमजे/एम2; चरण सीमा काफी स्पष्ट रूप से व्यक्त की गई है। लियोफोबिक फैलाव प्रणाली थर्मोडायनामिक रूप से कोई भी संतुलन नहीं है; मुफ़्त की बड़ी अधिकता सतही ऊर्जा उनमें अधिक ऊर्जावान रूप से अनुकूल स्थिति में संक्रमण प्रक्रियाओं की घटना को निर्धारित करती है। इज़ोटेर्माल में स्थितियाँ, जमाव संभव है - कणों का अभिसरण और जुड़ाव जो अपने मूल आकार और आकार को घने समुच्चय में बनाए रखते हैं, साथ ही सहसंयोजन के कारण प्राथमिक कणों का विस्तार - बूंदों या गैस बुलबुले का विलय, सामूहिक पुनर्संरचना (के मामले में) एक क्रिस्टलीय परिक्षिप्त चरण) या इज़ोटेर्मल। छोटे कणों से बड़े कणों में बिखरे हुए चरण का आसवन (मोल. स्थानांतरण) (तरल फैलाव माध्यम के साथ बिखरे हुए सिस्टम के मामले में, बाद की प्रक्रिया को पुनर्संक्षेपण कहा जाता है)। अस्थिर और, इसलिए, अस्थिर लियोफोबिक फैलाव प्रणालियाँ मैक्रोफ़ेज़ में पूर्ण पृथक्करण तक कण विस्तार की दिशा में अपनी फैलाव संरचना को लगातार बदलती रहती हैं। हालाँकि, स्थिर लियोफोबिक फैलाव प्रणालियाँ लंबे समय तक फैलावदार रह सकती हैं। समय।
8. इलेक्ट्रोलाइट्स (शुल्ज़-हार्डी नियम) का उपयोग करके बिखरी हुई प्रणालियों की समग्र स्थिरता को बदलना।
बिखरी हुई प्रणालियों की समग्र स्थिरता के माप के रूप में, कोई इसके जमाव की दर पर विचार कर सकता है। जमावट प्रक्रिया जितनी धीमी होगी, सिस्टम उतना ही अधिक स्थिर होगा। जमाव कणों के आसंजन की प्रक्रिया है, जिसमें बड़े समुच्चय का निर्माण होता है, जिसके बाद चरण पृथक्करण होता है - बिखरी हुई प्रणाली का विनाश। जमाव विभिन्न कारकों के प्रभाव में होता है: कोलाइड प्रणाली की उम्र बढ़ना, तापमान में परिवर्तन (हीटिंग या ठंड), दबाव, यांत्रिक तनाव, इलेक्ट्रोलाइट्स की क्रिया (सबसे महत्वपूर्ण कारक)। सामान्यीकृत शुल्ज़-हार्डी नियम (या महत्व नियम) कहता है: दो इलेक्ट्रोलाइट आयनों में से, जिसका चिह्न कोलाइडल कण के आवेश के चिह्न के विपरीत होता है, उसका स्कंदन प्रभाव होता है और यह प्रभाव जितना अधिक मजबूत होता है, स्कंदन आयन की संयोजकता उतनी ही अधिक होती है।
इलेक्ट्रोलाइट्स जमाव का कारण बन सकते हैं, लेकिन जब वे एक निश्चित सांद्रता तक पहुँच जाते हैं तो उनका ध्यान देने योग्य प्रभाव होता है। न्यूनतम इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता जो जमावट का कारण बनती है उसे जमावट सीमा कहा जाता है; इसे आमतौर पर अक्षर γ द्वारा दर्शाया जाता है और mmol/l में व्यक्त किया जाता है। जमावट सीमा का निर्धारण घोल की मैलापन की शुरुआत, उसके रंग में बदलाव या किसी बिखरे हुए चरण पदार्थ के तलछट में निकलने की शुरुआत से होता है।
जब एक इलेक्ट्रोलाइट को सोल में डाला जाता है, तो विद्युत दोहरी परत की मोटाई और इलेक्ट्रोकेनेटिक ζ-संभावित परिवर्तन का मान बदल जाता है। जमाव आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु (ζ = 0) पर नहीं होता है, लेकिन जब ज़ेटा क्षमता (ζcr, महत्वपूर्ण क्षमता) का एक निश्चित छोटा मूल्य पहुंच जाता है।
यदि │ζ│>│ζcr│, तो सोल अपेक्षाकृत स्थिर है, │ζ│ पर<│ζкр│ золь быстро коагулирует. Различают два вида коагуляции коллоидных растворов электролитами − एकाग्रता और निराकरण.
एकाग्रता जमावट एक इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है जो कोलाइडल समाधान के घटकों के साथ रासायनिक रूप से बातचीत नहीं करता है। ऐसे इलेक्ट्रोलाइट्स को उदासीन कहा जाता है; उनके पास मिसेल कोर को पूरा करने और संभावित-निर्धारण आयनों के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम आयन नहीं हैं। जैसे-जैसे उदासीन इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता बढ़ती है, मिसेल में काउंटरों की फैली हुई परत सिकुड़ती है, सोखने की परत में बदल जाती है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रोकेनेटिक क्षमता कम हो जाती है और शून्य के बराबर हो सकती है। कोलॉइडी तंत्र की यह अवस्था कहलाती है आइसोइलेक्ट्रिक.इलेक्ट्रोकेनेटिक क्षमता में कमी के साथ, कोलाइडल समाधान की समग्र स्थिरता कम हो जाती है और ज़ेटा क्षमता के महत्वपूर्ण मूल्य पर, जमावट शुरू हो जाती है। इस मामले में थर्मोडायनामिक क्षमता नहीं बदलती है।
न्यूट्रलाइज़ेशन जमावट के दौरान, जोड़े गए इलेक्ट्रोलाइट के आयन संभावित-निर्धारण आयनों को बेअसर कर देते हैं, थर्मोडायनामिक क्षमता कम हो जाती है और, तदनुसार, ज़ेटा क्षमता कम हो जाती है।
जब कण के आवेश के विपरीत आवेश वाले बहुआवेशित आयनों वाले इलेक्ट्रोलाइट्स को भागों में कोलाइडल सिस्टम में पेश किया जाता है, तो सॉल पहले स्थिर रहता है, फिर एक निश्चित सांद्रता सीमा में जमाव होता है, फिर सॉल फिर से स्थिर हो जाता है और अंत में, उच्च इलेक्ट्रोलाइट सामग्री पर, अंततः जमाव फिर से होता है। इसी तरह की घटना रंगों और एल्कलॉइड के थोक कार्बनिक आयनों के कारण भी हो सकती है।
कार्य का लक्ष्य : सांद्रता पर सर्फेक्टेंट समाधानों की सतह के तनाव की निर्भरता से सूक्ष्मीकरण की महत्वपूर्ण सांद्रता का निर्धारण।
संक्षिप्त सैद्धांतिक परिचय
सबसे प्रभावी सर्फेक्टेंट (सर्फेक्टेंट) में डिफिलिक आणविक संरचना होती है। इस शब्द का अर्थ है कि अणु के एक हिस्से में पानी और अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के लिए उच्च आकर्षण है और वह हाइड्रोफिलिक है, जबकि उसी अणु के दूसरे हिस्से में गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के लिए उच्च आकर्षण है और वह लिपोफिलिक है। पानी के संबंध में, लिपोफिलिसिटी हाइड्रोफोबिसिटी के बराबर है। हाइड्रोफोबिक भाग हाइड्रोकार्बन रेडिकल है, जिसमें अणु की वास्तव में उच्च सतह गतिविधि के लिए 8 से 20 कार्बन परमाणु होने चाहिए। हाइड्रोफिलिक भाग एक ध्रुवीय समूह है जो आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में आयनों में अलग हो सकता है या गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में अलग होने में असमर्थ है। अक्सर सर्फेक्टेंट शब्द बिल्कुल इसी संरचना वाले पदार्थों को संदर्भित करता है, हालांकि सर्फेक्टेंट की अधिक सामान्य परिभाषा ऐसे पदार्थ हैं जो किसी समाधान की सतह के तनाव को कम करते हैं, भले ही उनकी संरचना कुछ भी हो और श्रृंखला में कितने कार्बन परमाणु हों।
अणुओं की डिफिलिक संरचना कई अद्वितीय गुणों का कारण है। सर्फेक्टेंट किसी भी इंटरफेसियल सतह पर आसानी से अवशोषित हो जाते हैं। इस मामले में, अणुओं के हाइड्रोफिलिक हिस्से अधिक ध्रुवीय चरण की ओर उन्मुख होते हैं, और हाइड्रोफोबिक श्रृंखलाएं गैर-ध्रुवीय चरण में स्थित होती हैं। सोखना आमतौर पर प्रतिवर्ती होता है और इसलिए इसे रासायनिक संतुलन द्वारा चित्रित किया जा सकता है। सर्फेक्टेंट अणु को ए और विलायक अणु को पानी डब्ल्यू के रूप में नामित करने के बाद, सोखना संतुलन को इस प्रकार लिखा जा सकता है:
ए + डब्ल्यू(एडसोर्ब.) ए(एडसोर्ब.) + डब्ल्यू (5.1)
जहां (सोखना) का मतलब सोखना परत में अणु की उपस्थिति है।
समाधान के थोक में, चरण इंटरफेस की उपस्थिति या अनुपस्थिति की परवाह किए बिना, सर्फेक्टेंट अणु व्यक्तिगत अणुओं के रूप में होते हैं (अर्थात, आणविक रूप से बिखरी हुई अवस्था में), लेकिन कोलाइडल कण बनाने के लिए एक दूसरे के साथ संयोजन भी कर सकते हैं। आणविक रूप से फैले हुए सर्फैक्टेंट के साथ संतुलन में। ऐसे कणों को आमतौर पर मिसेल कहा जाता है। जलीय घोल की कम आयनिक शक्ति पर, मिसेल का आकार गोलाकार होता है और इसमें सर्फेक्टेंट अणु होते हैं, जिनमें से हाइड्रोफिलिक समूह मिसेल की सतह पर होते हैं और विलायक के संपर्क में होते हैं, और हाइड्रोफोबिक श्रृंखलाएं मिसेल के अंदर उन्मुख होती हैं और हाइड्रोफिलिक सतह द्वारा पानी से पृथक, इसका कोर बनाते हैं (चित्र 7.2 और 7.3 देखें)। अन्य लिपोफिलिक घटकों की अनुपस्थिति में, मिसेल का आकार हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई से निर्धारित होता है, और किसी दिए गए सर्फेक्टेंट के लिए अपेक्षाकृत छोटी सीमाओं के भीतर उतार-चढ़ाव हो सकता है। अधिकांश सर्फेक्टेंट के लिए, गोलाकार मिसेल की औसत त्रिज्या 1 से 10 एनएम तक होती है। मिसेल बनाने वाले सर्फेक्टेंट अणुओं की संख्या को आमतौर पर मिसेल एकत्रीकरण संख्या कहा जाता है। यह संख्या एक बंद क्षेत्र बनाने की आवश्यकता से निर्धारित होती है, जिसकी सतह में केवल हाइड्रोफिलिक समूह होते हैं। अधिकांश मामलों में यह 50-100 है।
मिसेल गठन के पीछे प्रेरक शक्ति तथाकथित हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन है, जो तब प्रकट होती है जब सर्फेक्टेंट ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में घुल जाते हैं। विशेष रूप से, पानी में, विलायक अणु हाइड्रोजन बांड का उपयोग करके एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं। पानी में विस्तारित हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स की उपस्थिति से विलायक अणुओं के बीच सहकारी हाइड्रोजन बंधन में व्यवधान होता है, जो ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल है, क्योंकि इसकी भरपाई हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स के सॉल्वेशन द्वारा नहीं की जाती है। इस प्रकार, ऊर्जावान शब्दों में, हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन को मिसेल कोर में हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के बीच की बातचीत से नहीं, बल्कि मिसेल के बाहर एक दूसरे के साथ ध्रुवीय विलायक अणुओं की बातचीत के ऊर्जावान लाभ से समझाया जाता है। इसी तरह, जब एक सर्फेक्टेंट एक गैर-ध्रुवीय विलायक में घुल जाता है, तो हम हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन के बारे में बात कर सकते हैं, जिसका सार सर्फेक्टेंट के हाइड्रोफिलिक समूहों और गैर-ध्रुवीय विलायक के अणुओं के बीच संपर्कों का ऊर्जावान नुकसान है। इसका परिणाम तथाकथित रिवर्स मिसेल का निर्माण होता है, जिसका मूल सर्फेक्टेंट अणुओं और अन्य ध्रुवीय अणुओं (यदि मौजूद हो) के हाइड्रोफिलिक समूहों द्वारा बनता है, और बाहरी सतह लिपोफिलिक हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं द्वारा बनाई जाती है।
मिसेल का निर्माण घोल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता पर निर्भर करता है। किसी दिए गए सर्फेक्टेंट के लिए, दिए गए तापमान पर, एक निश्चित सांद्रता होती है जिसके नीचे संपूर्ण सर्फेक्टेंट आणविक रूप से फैली हुई अवस्था में होता है, और जिसके ऊपर मिसेल बनते हैं जो आणविक रूप से फैले हुए सर्फेक्टेंट के साथ संतुलन में होते हैं। इस सांद्रण को क्रिटिकल मिसेल सांद्रण (सीएमसी) कहा जाता है। चूंकि मिसेल का आकार 1 एनएम से अधिक है, सीएमसी से ऊपर सांद्रता वाले सर्फेक्टेंट समाधान कोलाइडल होते हैं। उन्हें आम तौर पर लियोफिलिक कोलाइड्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, यानी, जो स्वचालित रूप से बनते हैं और थर्मोडायनामिक रूप से संतुलन रखते हैं।
सूक्ष्मीकरण के दो सिद्धांत हैं। उनमें से एक में, जिसे स्यूडोफ़ेज़ सिद्धांत कहा जाता है, मिसेल को एक अलग चरण के कणों के रूप में माना जाता है, जो अपने बहुत उच्च फैलाव के बावजूद, मिसेल/समाधान इंटरफ़ेस पर बहुत कम इंटरफ़ेस तनाव के कारण थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होते हैं। मिसेल गठन को एक नए चरण का गठन माना जाता है, जबकि सीएमसी को इस चरण की घुलनशीलता माना जाता है। सीएमसी से नीचे सांद्रता पर, समाधान असंतृप्त होते हैं; सीएमसी के बराबर सांद्रता पर, वे संतृप्त होते हैं, और सीएमसी के ऊपर की सांद्रता पर, वे एक विषम प्रणाली होते हैं जिसमें एक संतृप्त समाधान होता है जिसमें सीएमसी के बराबर आणविक रूप से फैले हुए सर्फैक्टेंट और दूसरे चरण के कोलाइडल कणों की एकाग्रता होती है, जिसमें सभी शामिल होते हैं सीएमसी के संबंध में सर्फेक्टेंट की अधिकता।
एक वैकल्पिक सिद्धांत में, जिसे कभी-कभी अर्ध-रासायनिक भी कहा जाता है, सर्फैक्टेंट समाधानों को सजातीय माना जाता है, और मिसेलाइजेशन को फॉर्म के संतुलन द्वारा समझाया जाता है
नान(5.2)
कहाँ एक- एकत्रीकरण संख्या के साथ मिसेल एन.
इस प्रकार के संतुलन को रसायन विज्ञान में साहचर्य प्रतिक्रियाओं के रूप में जाना जाता है। (इस कारण से, कोलाइडल सर्फेक्टेंट को "साहचर्य कोलाइड" भी कहा जाता है)। एक प्रसिद्ध उदाहरण एसिटिक एसिड एसोसिएशन है
2CH 3 COOH (CH 3 COOH)2 (5.3)
जो एक अणु के C-OH हाइड्रॉक्सिल समूह और दूसरे के C=O हाइड्रॉक्सी समूह के बीच मजबूत हाइड्रोजन बांड के गठन के कारण होता है। हालाँकि, इनमें से अधिकांश प्रतिक्रियाओं को माइसेलाइज़ेशन के विपरीत, 2 की एकत्रीकरण संख्या की विशेषता होती है, जिसमें n = 50-100 होता है।
यह समझने के लिए कि यह सिद्धांत सीएमसी के अस्तित्व की व्याख्या कैसे करता है, संतुलन के गणितीय पहलू (5.2) पर विचार करना आवश्यक है। गतिविधि गुणांकों की उपेक्षा करते हुए, इस संतुलन को स्थिरांक द्वारा वर्णित किया जा सकता है:
जहां कोष्ठक दाढ़ पैमाने पर संतुलन एकाग्रता को दर्शाते हैं। यदि संपूर्ण सर्फेक्टेंट किसी भी अणु के रूप में है ए, या मिसेलस एक, समाधान में सर्फेक्टेंट की कुल विश्लेषणात्मक एकाग्रता, साथ, योग के बराबर है
साथ = [ए] + एन[एक] (5.5)
मिसेलस के कारण कुल सर्फेक्टेंट सांद्रता के अंश पर विचार करना सुविधाजनक है:
एक्स = एन[एक]/साथ(5.6)
तब संतुलन सांद्रता को इस प्रकार लिखा जा सकता है
[एक] = एक्ससी/एन, और [ ए] = (1-x) सी
कहाँ से अनुसरण करता है
(5.7)
इस समीकरण को विश्लेषणात्मक रूप से हल नहीं किया जा सकता है एक्सउच्च डिग्री के कारण एनहालाँकि, इसे C के सापेक्ष हल किया जा सकता है:
(5.8)
और गणना करें साथकिसी भी मूल्य के लिए एक्स. चावल। 5.1 ए) के लिए गणना परिणाम दिखाता है एनकुछ मनमाने संतुलन स्थिरांकों के लिए = 2 और 100। चावल। 5.1 बी) कम सांद्रता वाले क्षेत्र में समान परिणाम दिखाता है। ऐसा देखा जा सकता है कि कब एन= 2, ए 2 डिमर की संरचना में ए अणुओं का अनुपात वक्र पर दृश्यमान विशेषताओं के बिना, कुल सांद्रता में धीरे-धीरे वृद्धि के साथ बढ़ता है। n = 100 पर, एकत्रित A 100 कण ~ 0.09 mmol/L (9 × 10 –5 mol/L) से कम सांद्रता पर व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित होते हैं, लेकिन 0.09 mmol/L के निकट एक संकीर्ण सांद्रता सीमा में सामग्री दिखाई देती है और तेजी से बढ़ती है। . तदनुसार, शेयर 1- एक्सआणविक परिक्षिप्त पदार्थ A कम सांद्रता पर लगभग 1 है, लेकिन कम हो जाता है साथ> ~ 0.09 mmol/l, ताकि इसकी पूर्ण सांद्रता लगभग स्थिर रहे (चित्र 5.1 c)। यह महत्वपूर्ण सांद्रता, 0.09 mmol/l, इस मामले में CMC के "बिंदु" का प्रतिनिधित्व करती है।
सीएमसी बिंदु की स्थिति एकत्रीकरण n की डिग्री और संतुलन स्थिरांक पर निर्भर करती है को, जबकि सीएमसी के अस्तित्व का वास्तविक तथ्य, यानी, एक संकीर्ण एकाग्रता सीमा जिसके भीतर अनुपात में तेजी से वृद्धि होती है एक्सएकत्रित पदार्थ, पूरी तरह से n के बड़े मूल्य का परिणाम है। छोटे पर एन,उदाहरण के लिए एन= 2 (चित्र 5.1 ए और बी), कोई क्रांतिक सांद्रता नहीं है। के लिए वक्रों की तुलना से एनचित्र में = 2 और 100। 5.1 यह भी स्पष्ट है कि एक अच्छी तरह से परिभाषित सीएमसी मूल्य के अस्तित्व के लिए, मिसेल को कम या ज्यादा मोनोडिस्पर्स होना चाहिए, क्योंकि एकत्रीकरण संख्याओं के व्यापक वितरण से सहज वृद्धि होगी एक्ससांद्रता की एक विस्तृत श्रृंखला पर।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मिसेल गठन संतुलन (5.2) आमतौर पर सीएमसी मूल्य द्वारा सटीक रूप से चित्रित किया जाता है, न कि संतुलन स्थिरांक (5.4) द्वारा। इसके दो कारण हैं। सबसे पहले, सीएमसी को प्रयोगात्मक रूप से बिना किसी कठिनाई के और अपेक्षाकृत उच्च सटीकता के साथ निर्धारित किया जा सकता है, जबकि संतुलन स्थिरांक के लिए कोऔर एकत्रीकरण संख्याएँ एनकेवल मोटा अनुमान ही संभव है। दूसरे, स्थिरांक का उपयोग करना कोसमीकरणों (5.4, 5.7 और 5.8) में n की उच्च शक्तियों से जुड़ी संतुलन सांद्रता की गणना करने में गणितीय कठिनाइयों के कारण असुविधाजनक।
विभिन्न एम्फीफिलिक सर्फेक्टेंट के लिए, सीएमसी मान लगभग 10 से 0.1 mmol/L (10-2 से 10-4 mol/L तक) की सांद्रता सीमा में हैं। सटीक मान सर्फेक्टेंट की प्रकृति और बाहरी स्थितियों पर निर्भर करता है। विशेष रूप से, किसी दिए गए प्रकार के हाइड्रोफिलिक समूह के लिए, सीएमसी निम्नानुसार बदलती है:
हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई बढ़ने के साथ घटती जाती है;
धनायनित सर्फेक्टेंट के मामले में काउंटरियन की त्रिज्या घटने के साथ घटती है (उदाहरण के लिए, सेटिलट्राइमेथाइलमोनियम ब्रोमाइड का सीएमसी सेटिलट्राइमेथाइलमोनियम फ्लोराइड के सीएमसी से बहुत छोटा है);
यह आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में काउंटरियन की त्रिज्या पर कमजोर रूप से निर्भर करता है, लेकिन इसके चार्ज में वृद्धि के साथ उल्लेखनीय रूप से कम हो जाता है (उदाहरण के लिए, कैल्शियम डोडेसिल सल्फेट में समान सोडियम नमक की तुलना में कम सीएमसी होता है);
आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में समाधान की आयनिक शक्ति बढ़ने के साथ घट जाती है (उदाहरण के लिए, जब सर्फेक्टेंट घोल में NaCl या समान नमक मिलाया जाता है)।
घटते तापमान के साथ सीएमसी कम हो जाती है, हालांकि, प्रत्येक सर्फेक्टेंट के लिए, मिसेल का गठन एक निश्चित तापमान सीमा तक सीमित होता है, जिसके नीचे (आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में) या उससे ऊपर (नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट के मामले में) समाधान दो मैक्रोस्कोपिक में अलग हो जाता है चरण. उनमें से एक आणविक फैलाव समाधान है जिसमें मिसेल नहीं होता है, और दूसरा सर्फेक्टेंट का ठोस या तरल चरण होता है।
उपकरण और माप विधियाँ
सीएमसी निर्धारित करने के लिए प्रायोगिक तरीके सीएमसी के पास एकाग्रता पर समाधान के गुणों की निर्भरता को बदलने पर आधारित हैं। उदाहरण के लिए, यदि कुछ संपत्ति J को निर्भरता द्वारा वर्णित किया गया है ¦( साथ) क्षेत्र में साथ < ККМ, то в области साथ> केकेएम इसे किसी अन्य निर्भरता द्वारा वर्णित किया जाना चाहिए, मान लीजिए जे = जे( साथ). वह सांद्रता जिस पर ¦( से सबसे स्पष्ट संक्रमण होता है) साथ) से जे( साथ), को पीएफसी माना जाता है। ऐसी निर्भरता के कुछ उदाहरण चित्र में एकत्र किए गए हैं। 5.2.
सीएमसी निर्धारित करने की एक सीधी विधि एकाग्रता (टर्बिडिमेट्रिक या नेफेलोमेट्रिक माप) के एक फ़ंक्शन के रूप में समाधान की मैलापन को मापना है। कम सांद्रता वाले क्षेत्र में ( साथ < ККМ) раствор является истинным, поэтому его мутность низкая и едва увеличивается с ростом концентрации. В области साथ>सीसीएम समाधान कोलाइडल है, और तदनुसार इस क्षेत्र में बढ़ती सांद्रता के साथ इसकी मैलापन तेजी से बढ़ती है। यदि आप एकाग्रता पर मैलापन की निर्भरता की साजिश रचते हैं साथअंतराल में साथसीएमसी को कवर करते हुए, सीएमसी के पास इस निर्भरता के पाठ्यक्रम में बदलाव देखा जाएगा।
सीएमसी खोजने के लिए आसमाटिक दबाव का भी उपयोग किया जा सकता है। यदि आप एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली चुनते हैं जिसके माध्यम से सर्फेक्टेंट अणु गुजरते हैं, लेकिन मिसेल नहीं गुजरते हैं, तो झिल्ली के दोनों किनारों पर दबाव समान होगा, क्योंकि आणविक रूप से फैला हुआ सर्फेक्टेंट दोनों कक्षों में मिसेल के साथ संतुलन (5.2) में होगा। ऑस्मोमीटर का. यदि आप सही झिल्ली चुनते हैं - अर्थात, वह जो मिसेल या आणविक रूप से फैले हुए सर्फेक्टेंट को गुजरने की अनुमति नहीं देती है, तो सर्फेक्टेंट समाधान के साथ कक्ष में आसमाटिक दबाव बढ़ती एकाग्रता के साथ बढ़ जाएगा : तेजी से सीएमसी तक, लेकिन धीरे-धीरे उच्च सांद्रता पर (चित्र 5.2 देखें)। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि आणविक रूप से फैले हुए सर्फेक्टेंट की तुलना में मिसेल का आणविक भार बहुत अधिक होता है, और इसलिए उनका आसमाटिक दबाव पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इस विधि का उपयोग अपेक्षाकृत छोटे सर्फैक्टेंट अणुओं को बनाए रखने में सक्षम बहुत घने झिल्ली के साथ काम करने की आवश्यकता से सीमित है।
आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में एक अधिक सामान्य विधि कंडक्टोमेट्रिक माप (विद्युत चालकता माप) है। एक आयनिक आणविक रूप से फैलाया गया सर्फेक्टेंट आमतौर पर एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट होता है। इसलिए, विकास के साथ साथक्षेत्र में साथ< ККМ удельная проводимость растёт, а эквивалентная проводимость уменьшается, последняя в соответствии с законом квадратного корня एल = एल¥– АОС. क्षेत्र में साथ> सीएमसी, बढ़ती सांद्रता के साथ विशिष्ट चालकता बहुत धीरे-धीरे बढ़ती है, और समतुल्य चालकता क्षेत्र की तुलना में बहुत तेजी से घटती है साथ < ККМ. Для этого есть две причины. Во-первых, подвижность мицелл значительно меньше подвижности молекулярно дисперсных ионов. Во-вторых, ПАВ в составе мицелл является слабым электролитом, потому что значительная часть противоионов связана электростатическими силами в слое Штерна мицелл и при наложении внешнего электрического поля эти противоионы не могут перемещаться самостоятельно (см. рис. 7.2 в работе 7). Упрощенно можно сказать, что весь электрический ток переносится молекулярно-дисперсным ПАВ, тогда как мицеллярный ПАВ почти не участвует в переносе электричества. В результате, при साथ> समाधान की प्रति इकाई मात्रा में सीएमसी चालकता (विशिष्ट चालकता) सर्फैक्टेंट एकाग्रता से लगभग स्वतंत्र है, क्योंकि इस क्षेत्र में एकाग्रता [ ए] स्थिर है (चित्र 5.1 सी), जबकि घुले हुए सर्फेक्टेंट (समतुल्य चालकता) की प्रति मोल चालकता कम हो जाती है, क्योंकि 1- का अंश एक्सआणविक परिक्षिप्त पृष्ठसक्रियकारक कम हो जाता है।
एक अन्य विधि आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड का उपयोग करके काउंटरियन गतिविधि का पोटेंशियोमेट्रिक माप है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक पीएच मीटर के साथ संयुक्त Na + -चयनात्मक ग्लास इलेक्ट्रोड का उपयोग करके Na + काउंटरों की गतिविधि को आसानी से मापा जा सकता है। सर्फ़ेक्टेंट सांद्रता बढ़ने के साथ काउंटरों की गतिविधि हमेशा बढ़ती है, लेकिन क्षेत्र में साथ>वक्र का सीएमसी ढलान इस तथ्य के कारण छोटा हो जाता है कि कुछ प्रतिरूप मिसेल की स्टर्न परत में रहते हैं। यह विधि हाल के वर्षों में (आयन-चयनात्मक इलेक्ट्रोड के प्रसार के साथ) इस तथ्य के कारण व्यापक हो गई है कि यह टर्बिडीमेट्रिक या कंडक्टोमेट्रिक विधियों की तुलना में विदेशी अशुद्धियों की उपस्थिति के प्रति कम संवेदनशील है।
इस कार्य में, सीएमसी किसी समाधान के सतह तनाव की उसकी सांद्रता पर निर्भरता पर डेटा से निर्धारित किया जाता है। पृष्ठ तनाव अधिशोषण से संबंधित है जीप्रसिद्ध गिब्स समीकरण के अनुसार. इसके सरल संकेतन (3.6ए) में, यह केवल एक विघटित घटक वाले समाधानों के लिए मान्य है, जबकि डिफिलिक सर्फेक्टेंट के समाधान में आम तौर पर दो विघटित घटक होते हैं - एक आणविक रूप से फैला हुआ सर्फेक्टेंट और मिसेल। इस कारण से, सतह तनाव के लिए अधिक सामान्य समीकरण 3.5a का उपयोग करना आवश्यक है, जिसे इस कार्य के अंकन में निम्नानुसार लिखा जा सकता है:
सांद्रण के क्षेत्र में साथ < ККМ, концентрация мицелл равна нулю и [ए] = साथ।इसे ध्यान में रखते हुए, (5.9) से हमें एकाग्रता पर एस की निम्नलिखित निर्भरता प्राप्त होती है
, (5.10)
कहाँ एस 0 शुद्ध विलायक का पृष्ठ तनाव है। इस सांद्रता सीमा में गिब्स और लैंगमुइर समीकरणों का रूप है
कहाँ बी– संतुलन स्थिरांक (5.1) और विलायक (पानी) की सांद्रता का अनुपात।
सांद्रण के क्षेत्र में साथ³ सीएमसी, आणविक रूप से फैले हुए सर्फेक्टेंट की सांद्रता लगभग स्थिर और सीएमसी के बराबर है, और मिसेल की सांद्रता = है साथ- केकेएम। इसलिए शब्द डी एल.एन[ए] समीकरण (5.9) में लगभग शून्य है। फिर समीकरण (5.9) से यह निम्नानुसार है:
(5.10ए)
इस प्रकार, निर्भरता एससांद्रण पर सांद्रण क्षेत्रों में विभिन्न समीकरणों द्वारा वर्णन किया गया है साथ < ККМ и साथ³ केकेएम. ये समीकरण (5.10 और 5.10ए) सोखना मूल्यों में भिन्न हैं जी एऔर । आणविक रूप से फैले हुए एम्फीफिलिक सर्फेक्टेंट में एक असममित रासायनिक संरचना होती है - अणु के एक छोर पर परमाणुओं का एक हाइड्रोफिलिक समूह और दूसरी तरफ एक विस्तारित हाइड्रोकार्बन रेडिकल। इसके कारण इसका अधिशोषण होता है जी एबढ़िया और सकारात्मक. इसलिए क्षेत्र में साथ < ККМ следует ожидать сильное уменьшениеएसबढ़ती एकाग्रता के साथ. मिसेलस में एक सममित रासायनिक संरचना होती है। उनमें हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं नाभिक के अंदर की ओर होती हैं, और गोलाकार सतह हाइड्रोफिलिक होती है। इस वजह से, उनके लिए थोड़ा नकारात्मक या लगभग-शून्य सोखना की उम्मीद की जा सकती है। इसलिए, समीकरण (5.10ए) के अनुसार, हम सीएमसी बिंदु से ऊपर एकाग्रता बढ़ने पर एस में लगभग स्थिर या मामूली वृद्धि की उम्मीद कर सकते हैं।
वास्तव में, अधिकांश उभयचर सर्फेक्टेंट के लिए, क्षेत्र में एस बहुत कम हो जाता है साथ < ККМ и продолжает уменьшаться в областиसाथ> सीएमसी, लेकिन सी की तुलना में बहुत कम हद तक< ККМ (см. рис. 5.2). Вероятно, это объясняется тем, что концентрация молекулярно-дисперсного ПАВ не совсем постоянна в области साथ> केकेएम. हालाँकि, सीएमसी को निर्भरता ग्राफ से आसानी से पाया जा सकता है एससे साथउस एकाग्रता के रूप में जिस पर एक निर्भरता से संक्रमण देखा जाता है एससे साथदूसरे करने के लिए।
इस कार्य में पृष्ठ तनाव को मापने के लिए स्टैलेग्मोमेट्रिक विधि का उपयोग किया जाता है। स्टैलेग्मोमीटर एक ऊर्ध्वाधर केशिका ट्यूब है जिसका उपयोग व्यक्तिगत बूंदों के रूप में तरल के धीमे, नियंत्रित प्रवाह के लिए किया जाता है। टेट के समीकरण (1863) के अनुसार, एक बूंद का वजन ( एमजी), ट्यूब की नोक से बाहर आना, ट्यूब की बाहरी परिधि की लंबाई 2p के समानुपाती होता है आरऔर सतह तनाव एस:
एमजी= 2पी रुपये(5.11)
कहाँ आर- ट्यूब की बाहरी त्रिज्या. यह समीकरण इस धारणा पर आधारित है कि सतह तनाव की ताकतों पर काबू पाने के लिए पर्याप्त महत्वपूर्ण वजन तक पहुंचने के बाद, पूरी उभरी हुई बूंद पूरी तरह से अलग हो जाती है, जिससे ट्यूब की नोक "सूखी" हो जाती है। वास्तव में, जैसा चित्र में दिखाया गया है। 5.3, जब एक महत्वपूर्ण वजन पहुंच जाता है, तो बूंद को एक बेलनाकार गर्दन बनाने के लिए बाहर खींच लिया जाता है, जिसके साथ यह टूट जाती है। परिणामस्वरूप, उभरी हुई बूंद का केवल एक भाग ही निकलता है, और भाग ट्यूब की नोक पर लटका रहता है। गिरावट के शेष भाग को ध्यान में रखने के लिए, एक सुधार कारक दर्ज करना आवश्यक है वाई
एमजी= 2पी रु×Y, (5.11ए)
जो त्रिज्या पर निर्भर करता है आरऔर ड्रॉप वॉल्यूम का घनमूल वी:
वाई= ¦ (5.12)
यह फ़ंक्शन अनुभवजन्य है और एक तालिका या ग्राफ़ के रूप में दिया गया है (चित्र 5.4)।
स्टैलेग्मोमेट्रिक विधि में, बूंदों का वजन अप्रत्यक्ष रूप से बूंदों की संख्या की गणना करके निर्धारित किया जाता है, जिसके दौरान केशिका से परीक्षण तरल की एक निश्चित मात्रा बहती है। इस प्रयोजन के लिए, केशिका ट्यूब में एक विस्तार होता है जो तरल के लिए भंडार के रूप में कार्य करता है (चित्र 5.3 में यह नहीं दिखाया गया है)। द्रव को ट्यूब में विस्तार के ऊपर स्थित ऊपरी निशान तक उठा लिया जाता है और तब तक निकलने दिया जाता है जब तक कि मेनिस्कस विस्तार के नीचे स्थित निचले निशान तक न गिर जाए। उसी समय, बूंदों की संख्या गिनें एन. यदि लीक हुए तरल की पूरी मात्रा है वी, फिर औसत मात्रा वीऔर औसत वजन एमजीबूंदों की गणना सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है
वी = वी/एन(5.13)
एमजी = वी×आर×जी(5.14)
कहाँ आर- तरल घनत्व. (5.14) और (5.11ए) को मिलाकर हम सतह तनाव के लिए एक कार्यशील अभिव्यक्ति पा सकते हैं
आयतन वी, समीकरण (5.13) का उपयोग करके गणना के लिए आवश्यक, अलग-अलग अंशांकन माप में पाया जाता है और किसी दिए गए स्टैलेग्मोमीटर के लिए स्थिर होता है। हालाँकि, स्टैलेग्मोमीटर के अंत की त्रिज्या समय-समय पर निर्धारित की जानी चाहिए। यह एक तरल पदार्थ के साथ प्रयोग करके किया जा सकता है जिसकी सतह का तनाव और घनत्व अच्छी सटीकता के साथ जाना जाता है। RADIUS आरसमीकरण द्वारा गणना:
जिसमें सूचकांक शून्य इस पैरामीटर के अंशांकन तरल (इस कार्य में, पानी से) के अनुपात को इंगित करता है। गुणांक के बाद से वाईइस समीकरण में वांछित त्रिज्या का एक फलन है आर, गणना तालिका में वर्णित चक्रीय एल्गोरिदम के अनुसार क्रमिक अनुमानों द्वारा की जानी चाहिए। 5.1. दो क्रमिक सन्निकटनों के बीच अंतर होने पर लूप समाप्त हो जाता है आरकिसी स्वीकार्य त्रुटि के बराबर या उससे कम हो जाता है। अंतिम सन्निकटन (उदा आर""") को वांछित त्रिज्या के रूप में लिया जाता है आरऔर आगे अध्ययन के तहत सर्फेक्टेंट समाधानों की सतह तनाव की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है।
समीकरण (5.11ए) को लागू करने के लिए, यह आवश्यक है कि केशिका ट्यूब की नोक से अलग हुई तरल की एक बूंद अलग होने के समय पर्यावरण में इसके वाष्प के साथ संतुलन में हो। इस प्रयोजन के लिए, प्रायोगिक सेटअप की दो विशेषताएं महत्वपूर्ण हैं। सबसे पहले, स्टैलेग्मोमीटर का अंत परीक्षण तरल के संतृप्त या निकट-संतृप्त वाष्प के वातावरण में होना चाहिए। इसे रिसीवर में संबंधित तरल की सतह से जितना संभव हो उतना नीचे करके प्राप्त किया जाता है। सबसे सटीक माप में, तरल रिसीवर को स्टैलेग्मोमीटर के लिए एक संकीर्ण छेद वाले ढक्कन के साथ आसपास के वातावरण से अलग किया जाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 5.3, और एक निश्चित तापमान पर थर्मोस्टेट किया जाता है जब तक कि तरल की सतह के ऊपर संतृप्त वाष्प का दबाव स्थापित न हो जाए। हालाँकि, यह बूंद/वाष्प संतुलन सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त नहीं है, क्योंकि रिसीवर में तरल की सतह सपाट होती है, जबकि ट्यूब से बहने वाली बूंद की सतह घुमावदार होती है। जैसा कि केल्विन समीकरण से ज्ञात होता है, वाष्प दाब आरएक घुमावदार तरल सतह के ऊपर का वाष्प दबाव एक सपाट सतह के ऊपर वाष्प दबाव से थोड़ा अलग होता है आर¥: आर =
कहाँ वी एम- द्रव का दाढ़ आयतन, आर- सतह की वक्रता की त्रिज्या, गोलाकार बूंद के मामले में गेंद की त्रिज्या के बराबर। इसलिए, वाष्प दबाव जो कि बूंद के संबंध में संतुलन है, उस दबाव से कुछ अलग है जो रिसीवर में तरल की सपाट सतह के संबंध में संतुलन है। बूंद/वाष्प संतुलन को अधिक सटीकता से स्थापित करने के लिए, ट्यूब के अंत में बूंद बनने की दर यथासंभव कम होनी चाहिए। इसे प्राप्त करने के लिए, केशिका का आंतरिक व्यास बहुत छोटा होना चाहिए। सबसे सटीक माप में, प्रत्येक बूंद के गठन की दर को एक रबर या अन्य लोचदार ट्यूब को एक उपकरण के साथ रखकर अतिरिक्त रूप से नियंत्रित किया जाता है जो स्टैलेग्मोमीटर के ऊपरी छोर पर हवा की पहुंच (धातु क्लैंप, ग्लास टैप इत्यादि) को नियंत्रित करता है। इस उपकरण का उपयोग करके, बूंद को लगभग 80% मात्रा में बनने दिया जाता है, फिर हवा को अवरुद्ध कर दिया जाता है और इसे कई मिनट तक स्टैलेग्मोमीटर के अंत में लटकने के लिए मजबूर किया जाता है, जिसके बाद हवा को खोला जाता है और बूंद को बनने दिया जाता है पूरी तरह से और बह जाना।
कार्य क्रम
1. 1.00 ग्राम/लीटर की सांद्रता वाले सोडियम ओलिएट सी 17 एच 33 कूना के प्रारंभिक जलीय घोल और आसुत जल से, सबसे कम सांद्रता ~ 0.1 एमएमओएल/एल तक कम से कम छह तनुकरण तैयार करें। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित योजना का उपयोग किया जा सकता है:
आपको पहले यह सुनिश्चित करना होगा कि घोल का तापमान 1 डिग्री सेल्सियस के भीतर समान हो। समाधान का तापमान टी, साथ ही स्टैलेग्मोमीटर का आयतन भी वी, प्रयोगशाला नोटबुक में दर्ज किया गया। (जब तक शिक्षक या प्रयोगशाला सहायक द्वारा अन्यथा संकेत न दिया गया हो, वॉल्यूम वी 1.103 सेमी 3 के रूप में लिया जाना चाहिए)
2. अगले घोल का लगभग 10 मिलीलीटर एक बर्तन (ग्लास या फ्लास्क) में डाला जाता है जो स्टैलेग्मोमीटर से बहने वाले तरल के लिए एक रिसीवर के रूप में कार्य करता है और स्टैलेग्मोमीटर को इसमें उतारा जाता है ताकि इसका निचला सिरा तरल स्तर से थोड़ा ऊपर हो। और बर्तन के किनारों से काफी नीचे। घोल की सतह के ऊपर लगभग तरल/वाष्प संतुलन स्थापित करने के लिए इंस्टॉलेशन को 5-10 मिनट के लिए इसी रूप में छोड़ दें।
3. रिसीवर को ऊपर उठाएं ताकि स्टैलेग्मोमीटर की नोक परीक्षण समाधान में डूब जाए, एक बल्ब या वैक्यूम पंप का उपयोग करके स्टैलेग्मोमीटर को शीर्ष चिह्न के ऊपर समाधान से भरें। बल्ब (या पंप) को डिस्कनेक्ट करें और रिसीवर को नीचे करें। जब तरल मेनिस्कस ऊपरी निशान पर पहुंचता है, तो बूंदों की संख्या की गिनती शुरू हो जाती है और तरल मेनिस्कस निचले निशान पर पहुंचने पर रुक जाती है। बूंदों की संख्या एनलिखो।
द्रव प्रवाह दर 1 बूंद प्रति मिनट से अधिक नहीं होनी चाहिए। यदि गति अधिक हो जाती है, तो इसे समय-समय पर बंद करके और केशिका ट्यूब के ऊपरी सिरे तक हवा की पहुंच को मैन्युअल रूप से खोलकर समायोजित किया जाता है।
4. माप आसुत जल से शुरू होता है और पैराग्राफ के अनुसार दोहराते हुए, सर्फैक्टेंट एकाग्रता बढ़ाने के क्रम में जारी रहता है। प्रत्येक समाधान के लिए 2 और 3 कम से कम तीन बार।
परिणामों का प्रसंस्करण और प्रस्तुति
1. ड्रॉप संख्या माप परिणाम एनप्रत्येक समाधान को तालिका में दर्ज किया जाता है (तालिका 5.2 देखें) और बूंदों की औसत संख्या की गणना की जाती है।
2. औसत मात्रा की गणना करें वीपानी की 0 बूँदें ( साथ= 0) समीकरण 5.13 के अनुसार, बूंदों की औसत संख्या का उपयोग करते हुए। इसके बाद त्रिज्या की गणना करें आरतालिका में दिए गए एल्गोरिदम के अनुसार स्टैलेग्मोमीटर। 5.1. मान एस 0 और आरगुणांक की गणना के लिए 0 आवश्यक है में, तालिका में डेटा को प्रक्षेपित करके पाया जाना चाहिए। वास्तविक माप तापमान के लिए परिशिष्ट 4 में पी4.2। क्रमिक सन्निकटन की मध्यवर्ती गणना वाईऔर आरइसे एक अलग तालिका में रखना सुविधाजनक है (तालिका 5.3)। मान वाईकिसी दिए गए आंकड़े के लिए पाया गया। 5.4. क्रमिक सन्निकटन तक गणना जारी रहती है आरद्वितीय आरविसंगति की मात्रा के अनुसार i-1 भिन्न नहीं होगा इ= 0.5% से कम. एक बार जब यह सटीकता प्राप्त हो जाती है, तो गणना रोक दी जाती है और R के अंतिम सन्निकटन को अंतिम मान के रूप में लिया जाता है।
3. प्रत्येक सर्फेक्टेंट समाधान और संबंधित अनुपात के लिए समीकरण 5.13 का उपयोग करके औसत ड्रॉप मात्रा की गणना करें। इन मानों को एक अलग तालिका में दर्ज किया जाना चाहिए (तालिका 5.4 देखें)। चित्र से ज्ञात कीजिए। 5.4 संभावनाएँ वाईपरिकलित मानों के लिए. प्राप्त मूल्यों का उपयोग करना वीऔर वाईपृष्ठ तनाव की गणना करें एससमीकरण 5.15 के अनुसार. घनत्व के संबंध में आरसमीकरण 5.15 में शामिल सर्फैक्टेंट के समाधान, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 0.1 ग्राम/लीटर से कम सांद्रता पर यह व्यावहारिक रूप से किसी दिए गए तापमान पर पानी के घनत्व के बराबर है (परिशिष्ट 4, तालिका ए4.3)
4. निर्भरता ग्राफ बनाएं एसएकाग्रता पर. मोलर सांद्रता का उपयोग किया जाना चाहिए, क्योंकि यह इस पैमाने पर है कि विभिन्न सर्फेक्टेंट के सीएमसी मूल्यों की तुलना करने की प्रथा है। आमतौर पर, ग्राफ में सीएमसी पर एक विराम बिंदु या विभक्ति बिंदु होता है (चित्र 5.5), जो तब अधिक स्पष्ट रूप से दिखाई देता है जब एकाग्रता के लघुगणक को एब्सिस्सा अक्ष पर एक चर के रूप में प्लॉट किया जाता है। यदि, तथापि, परिणामी वक्र में विराम पर्याप्त रूप से स्पष्ट नहीं है, तो आपको चित्र में दिखाई गई ग्राफ़िकल विधि का उपयोग करना चाहिए। 5.5: वक्र पर दो लगभग रैखिक खंड खोजें और उन पर स्पर्शरेखाएं बनाएं, जिनके प्रतिच्छेदन का भुज सीएमसी के वांछित मान को दर्शाता है (सीएमसी का लघुगणक, यदि लघुगणक पैमाने का उपयोग किया जाता है)।
5. कार्य के निष्कर्ष के रूप में, दाढ़ और वजन (जी/एल) एकाग्रता पैमाने में सीएमसी मान इंगित करें।
प्रश्नों पर नियंत्रण रखें
1. अणुओं की द्वैधता किसे कहते हैं? एम्फीफिलिक सर्फेक्टेंट को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?
2. अन्य पदार्थों के घोल की तुलना में डिफिलिक सर्फेक्टेंट के घोल में क्या विशेष गुण होते हैं?
3. क्रिटिकल मिसेल सांद्रण क्या है?
4. सूक्ष्मीकरण के पीछे प्रेरक शक्ति क्या है?
5. सीएमसी के लिए क्या सैद्धांतिक स्पष्टीकरण मौजूद हैं?
6. अधिकांश कोलाइडल सर्फेक्टेंट का सीएमसी मूल्य क्या है? कौन से कारक इसे प्रभावित करते हैं?
7. सीएमसी निर्धारित करने के लिए किन प्रयोगात्मक तरीकों का उपयोग किया जाता है?
8. एम्फीफिलिक सर्फेक्टेंट समाधानों की विद्युत चालकता एकाग्रता पर कैसे निर्भर करती है? क्या यह संबंध पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए ज्ञात संबंध से भिन्न है?
9. एम्फीफिलिक सर्फेक्टेंट समाधानों का सतह तनाव एकाग्रता पर कैसे निर्भर करता है? यह निर्भरता पारंपरिक सर्फेक्टेंट के लिए ज्ञात निर्भरता से किस प्रकार भिन्न है, उदाहरण के लिए, ब्यूटाइल अल्कोहल के जलीय घोल के लिए?
10. स्टैलेग्मोमीटर किसे कहते हैं? पृष्ठ तनाव के स्टैलेग्मोमेट्रिक निर्धारण के सिद्धांत का वर्णन करें।
11. स्टैलेग्मोमीटर की नोक से गिरने वाली बूंद का वजन क्या निर्धारित करता है?
12. स्टैलेग्मोमेट्रिक विधि का उपयोग करके निर्धारण की सटीकता क्या निर्धारित करती है? सही परिणाम प्राप्त करने के लिए इस विधि में क्या महत्वपूर्ण है?
13. सीएमसी के ऊपर सर्फैक्टेंट सांद्रता बढ़ने पर सतह तनाव क्यों नहीं बदलता है?
14. स्टैलेग्मोमेट्रिक माप की विधि में केशिका का आंतरिक व्यास क्या भूमिका निभाता है? क्या यह स्टैलेग्मोमीटर ट्यूब की नोक से निकलने वाली बूंद के वजन को प्रभावित करता है?
15. सीएमसी से कम और सीएमसी से अधिक सांद्रता वाले क्षेत्रों में सर्फेक्टेंट के सोखने के लिए लैंगमुइर समीकरण का रूप क्या है?
साहित्य
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चावल। 5.1 (ए, बी) संतुलन स्थिरांक के कुछ मनमाने मूल्यों के लिए संबद्ध अणुओं (एक्स, एकता के अंशों में) और असंबद्ध अणुओं (1-एक्स) के बीच एक विलेय का वितरण। (एमएम - एमएमओएल/एल) (सी) - एन = 100 पर कुल एकाग्रता सी पर संबद्ध और असंबद्ध सर्फेक्टेंट अणुओं की पूर्ण सांद्रता की निर्भरता।
चावल। 5.2 सीएमसी के पास एक विशिष्ट सर्फेक्टेंट (सोडियम डोडेसिल सल्फेट) की सांद्रता पर जे के कुछ गुणों की निर्भरता
चावल। 5.3 केशिका नलिका की नोक से बहने वाली बूंद का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। टिप तरल की सतह के ऊपर एक कांच के पात्र में स्थित होती है, जिसे ट्यूब से टपकने से कुछ समय पहले डाला जाता है।
चावल। 5.4 अनुपात के एक फलन के रूप में सुधार कारक Y। > 0.3 के लिए, चित्र (ए) का उपयोग किया जाना चाहिए; के लिए< 0.3 – рис. (б)
चावल। 5.5 (नमूना) सीएमसी को कवर करने वाली सांद्रता सीमा में सतह तनाव में परिवर्तन। ग्राफिकल निर्माण के तत्व दिखाए गए हैं जो इस बिंदु को अधिक विश्वसनीय रूप से निर्धारित करने के लिए उपयोगी हो सकते हैं।
· स्टैलेग्मोमीटर के सिरे की बाहरी परिधि बहुत चिकनी होनी चाहिए। इसलिए, इसे समय-समय पर पीसने के अधीन किया जाता है।
सभी बिखरी हुई प्रणालियाँ, पी. ए. रेबिंदर के वर्गीकरण के अनुसार उनकी गठन प्रक्रिया के तंत्र के आधार पर, लियोफिलिक में विभाजित होती हैं, जो किसी एक चरण के सहज फैलाव (एक विषम स्वतंत्र रूप से फैली हुई प्रणाली का सहज गठन) और लियोफोबिक द्वारा प्राप्त की जाती हैं। सुपरसैचुरेशन (एक विषम मुक्त-फैलाव प्रणाली का जबरन गठन) के साथ फैलाव और संघनन के परिणामस्वरूप।
सर्फेक्टेंट अणुओं में हाइड्रोफिलिक और ओलेओफिलिक भागों की उपस्थिति उनकी संरचना की एक विशिष्ट विशिष्ट विशेषता है। जलीय घोलों में अलग होने की उनकी क्षमता के आधार पर, सर्फेक्टेंट को आयनिक और गैर-आयनिक में विभाजित किया जाता है। बदले में, आयनिक सर्फेक्टेंट को आयनिक, धनायनिक और एम्फोलिटिक (एम्फोटेरिक) में विभाजित किया जाता है।
1) आयनिक सर्फेक्टेंट पानी में अलग होकर एक सतह-सक्रिय आयन बनाते हैं।
2) धनायनित सर्फेक्टेंट पानी में वियोजित होकर एक सतह-सक्रिय धनायन बनाते हैं।
3) एम्फोलिटिक सर्फेक्टेंट में दो कार्यात्मक समूह होते हैं, जिनमें से एक अम्लीय और दूसरा क्षारीय होता है, उदाहरण के लिए कार्बोक्सिल और अमाइन समूह। माध्यम के पीएच के आधार पर, एम्फोलिटिक सर्फेक्टेंट आयनिक या धनायनित गुण प्रदर्शित करते हैं।
पानी में उनके व्यवहार के संबंध में सभी सर्फेक्टेंट को वास्तव में घुलनशील और कोलाइडल में विभाजित किया गया है।
समाधान में वास्तव में घुलनशील सर्फेक्टेंट अपने संतृप्त समाधानों के अनुरूप सांद्रता तक आणविक रूप से बिखरी हुई अवस्था में होते हैं और सिस्टम को दो निरंतर चरणों में अलग करते हैं।
कोलाइडल सर्फेक्टेंट की मुख्य विशिष्ट विशेषता थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर (लियोफिलिक) विषम फैलाव प्रणाली (साहचर्य, या माइक्रेलर, कोलाइड) बनाने की क्षमता है। कोलाइडल सर्फेक्टेंट के मुख्य गुण, जो उनके मूल्यवान गुणों और व्यापक उपयोग को निर्धारित करते हैं, में उच्च सतह गतिविधि शामिल है; स्वतःस्फूर्त माइसेलाइज़ेशन की क्षमता - क्रिटिकल मिसेल कंसंट्रेशन (केकेएम) कहे जाने वाले एक निश्चित मान से ऊपर सर्फैक्टेंट सांद्रता पर लियोफिलिक कोलाइडल समाधान का निर्माण; घुलनशीलता की क्षमता - मिसेल में उनके "समावेशन" के कारण कोलाइडल सर्फेक्टेंट के समाधान में पदार्थों की घुलनशीलता में तेज वृद्धि; विभिन्न फैलाव प्रणालियों को स्थिर करने की उच्च क्षमता।
केकेएम से ऊपर की सांद्रता पर, सर्फैक्टेंट अणु मिसेल (सहयोगी) में इकट्ठे होते हैं और समाधान एक माइक्रेल (सहयोगी) कोलाइडल प्रणाली में बदल जाता है।
एक सर्फेक्टेंट मिसेल को एम्फीफिलिक अणुओं के एक सहयोगी के रूप में समझा जाता है, जिनमें से लियोफिलिक समूह संबंधित विलायक का सामना करते हैं, और लियोफोबिक समूह एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जिससे मिसेल का मूल बनता है। मिसेल बनाने वाले अणुओं की संख्या को एसोसिएशन नंबर कहा जाता है, और मिसेल में अणुओं के आणविक द्रव्यमान का कुल योग, या एवोगैड्रो की संख्या द्वारा मिसेल के द्रव्यमान का उत्पाद, माइसेलर द्रव्यमान कहा जाता है। मिसेल में एम्फीफिलिक सर्फैक्टेंट अणुओं का एक निश्चित अभिविन्यास मिसेल-मध्यम इंटरफ़ेस पर न्यूनतम इंटरफेशियल तनाव सुनिश्चित करता है।
हार्टले के विचारों के अनुसार, केकेएम से थोड़ा अधिक जलीय घोल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता पर, गोलाकार मिसेल (हार्टले मिसेल) बनते हैं। हार्टले मिसेल्स के आंतरिक भाग में आपस में जुड़े हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स होते हैं, सर्फेक्टेंट अणुओं के ध्रुवीय समूह जलीय चरण का सामना कर रहे होते हैं। ऐसे मिसेल का व्यास सर्फेक्टेंट अणुओं की लंबाई के दोगुने के बराबर होता है। एक मिसेल में अणुओं की संख्या एक संकीर्ण सांद्रता सीमा के भीतर तेजी से बढ़ती है, और एकाग्रता में और वृद्धि के साथ यह व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है, लेकिन मिसेल की संख्या बढ़ जाती है। गोलाकार मिसेल में 20 से 100 या अधिक अणु हो सकते हैं।
जैसे-जैसे सर्फैक्टेंट सांद्रता बढ़ती है, माइक्रेलर प्रणाली संतुलन स्थितियों की एक श्रृंखला से गुजरती है जो मिसेल की एसोसिएशन संख्या, आकार और आकार में भिन्न होती है। जब एक निश्चित सांद्रता पहुंच जाती है, तो गोलाकार मिसेल एक-दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू कर देते हैं, जो उनके विरूपण में योगदान देता है। मिसेलस बेलनाकार, डिस्क-आकार, रॉड-आकार या लैमेलर आकार लेते हैं।
गैर-जलीय मीडिया में मिसेल का गठन आमतौर पर सर्फेक्टेंट के ध्रुवीय समूहों के बीच आकर्षक बलों और विलायक अणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स की बातचीत का परिणाम होता है। परिणामी उल्टे मिसेल के अंदर अनहाइड्रेटेड या हाइड्रेटेड ध्रुवीय समूह होते हैं, जो हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स की एक परत से घिरे होते हैं। संघों की संख्या (3 से 40 तक) सर्फेक्टेंट के जलीय घोल की तुलना में काफी कम है। एक नियम के रूप में, यह एक निश्चित सीमा तक हाइड्रोकार्बन रेडिकल बढ़ने के साथ बढ़ता है।
क्रिटिकल मिसेल सांद्रता सर्फेक्टेंट समाधानों की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है। यह मुख्य रूप से सर्फैक्टेंट अणु में हाइड्रोकार्बन रेडिकल की संरचना और ध्रुवीय समूह की प्रकृति, समाधान, तापमान और अन्य कारकों में इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति पर निर्भर करता है।
केकेएम को प्रभावित करने वाले कारक:
1) जैसे-जैसे हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई बढ़ती है, सर्फेक्टेंट की घुलनशीलता बढ़ती है और केकेएम बढ़ता है। हाइड्रोकार्बन रेडिकल की शाखाकरण, असंतृप्ति और चक्रीकरण मिसेल बनाने और केकेएम को बढ़ाने की प्रवृत्ति को कम करते हैं। ध्रुवीय समूह की प्रकृति जलीय और गैर-जलीय मीडिया में मिसेल निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
2) गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स की शुरूआत केकेएम और मिसेल आकार पर बहुत कम प्रभाव डालती है। आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए, यह प्रभाव महत्वपूर्ण है।
3) सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स (कार्बनिक सॉल्वैंट्स) की शुरूआत से केकेएम में भी बदलाव होता है।
4) तापमान
केकेएम निर्धारित करने के तरीके एकाग्रता के आधार पर सर्फेक्टेंट समाधानों के भौतिक रासायनिक गुणों में तेज बदलाव दर्ज करने पर आधारित हैं (उदाहरण के लिए, सतह तनाव σ, मैलापन τ, समतुल्य विद्युत चालकता λ, आसमाटिक दबाव π, अपवर्तक सूचकांक एन)। संपत्ति-संरचना वक्र में, एक किंक आमतौर पर केकेएम क्षेत्र में दिखाई देता है।
1
) आयनिक सर्फेक्टेंट के केकेएम को निर्धारित करने के लिए कंडक्टोमेट्रिक विधि का उपयोग किया जाता है।
2) केकेएम निर्धारित करने की एक अन्य विधि सर्फेक्टेंट के जलीय घोल की सतह के तनाव को मापने पर आधारित है, जो केकेएम तक बढ़ती एकाग्रता के साथ तेजी से घट जाती है, और फिर स्थिर रहती है।
3) मिसेल में रंगों और हाइड्रोकार्बन का घुलनशीलीकरण जलीय और गैर-जलीय दोनों घोलों में आयनिक और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के केकेएम को निर्धारित करना संभव बनाता है। जब सर्फैक्टेंट समाधान केकेएम के अनुरूप एकाग्रता तक पहुंचता है, तो हाइड्रोकार्बन और रंगों की घुलनशीलता तेजी से बढ़ जाती है।
4) सूक्ष्मीकरण के दौरान प्रकाश के प्रकीर्णन की तीव्रता को मापने से न केवल सांद्रण वक्र के ढलान में तेज वृद्धि से केकेएम का पता लगाया जा सकता है, बल्कि सूक्ष्म द्रव्यमान और संघ संख्या भी निर्धारित की जा सकती है।
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67. कोलाइडल सिस्टम के उत्पादन के लिए रासायनिक तरीके। फैलाव प्रणालियों में कण आकार को विनियमित करने के तरीके
कोलाइडल प्रणालियों के उत्पादन के लिए बड़ी संख्या में विधियाँ हैं जो कणों के आकार, उनके आकार और संरचना के सूक्ष्म नियंत्रण की अनुमति देती हैं। टी. स्वेडबर्ग कोलाइडल प्रणालियों को दो समूहों में विभाजित करने के प्रस्तावित तरीके: फैलाव (मैकेनिकल, थर्मल, इलेक्ट्रिकल पीस या मैक्रोस्कोपिक चरण का छिड़काव) और संक्षेपण (रासायनिक या भौतिक संक्षेपण)।
सोल की तैयारी.प्रक्रियाएँ संघनन प्रतिक्रियाओं पर आधारित होती हैं। यह प्रक्रिया दो चरणों में होती है. सबसे पहले, एक नए चरण के नाभिक बनते हैं और फिर राख में हल्का सा सुपरसैचुरेशन बनता है, जिस पर नए नाभिक का निर्माण नहीं होता है, बल्कि केवल उनकी वृद्धि होती है। उदाहरण। सोने के सोल की तैयारी.
2KAuO 2 + 3HCHO + K 2 CO 3 = 2Au + 3HCOOK + KHCO 3 + H 2 O
ऑरेट आयन, जो संभावित-निर्माण आयन हैं, परिणामी सोने के माइक्रोक्रिस्टल पर सोख लिए जाते हैं। K+ आयन प्रतिप्रतिक्रिया के रूप में कार्य करते हैं
सोने के सोल मिसेल की संरचना को योजनाबद्ध रूप से इस प्रकार चित्रित किया जा सकता है:
(mnAuO 2 - (n-x)K + ) x- xK+।
पीला (डी ~ 20 एनएम), लाल (डी ~ 40 एनएम) और नीला (डी ~ 100 एनएम) सोना सॉल प्राप्त करना संभव है।
आयरन हाइड्रॉक्साइड सॉल प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:
सॉल तैयार करते समय, प्रतिक्रिया स्थितियों का सावधानीपूर्वक निरीक्षण करना महत्वपूर्ण है; विशेष रूप से, पीएच का सख्त नियंत्रण और सिस्टम में कई कार्बनिक यौगिकों की उपस्थिति आवश्यक है।
इस प्रयोजन के लिए, बिखरे हुए चरण कणों की सतह उस पर सर्फेक्टेंट की एक सुरक्षात्मक परत के गठन या उस पर जटिल यौगिकों के गठन के कारण बाधित होती है।
फैलाव प्रणालियों में कण आकार का विनियमनठोस नैनोकण प्राप्त करने के उदाहरण का उपयोग करना। दो समान व्युत्क्रम माइक्रोइमल्शन प्रणालियाँ मिश्रित होती हैं, जिनके जलीय चरणों में पदार्थ होते हैं एऔर में, एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान एक विरल घुलनशील यौगिक का निर्माण। नए चरण के कण आकार ध्रुवीय चरण की बूंदों के आकार से सीमित होंगे।
धातु नैनोकणों का उत्पादन धातु नमक युक्त माइक्रोइमल्शन में एक कम करने वाले एजेंट (उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन या हाइड्रेज़िन) को पेश करके, या इमल्शन के माध्यम से एक गैस (उदाहरण के लिए, सीओ या एच 2 एस) पारित करके भी किया जा सकता है।
प्रतिक्रिया को प्रभावित करने वाले कारक:
1) सिस्टम में जलीय चरण और सर्फेक्टेंट का अनुपात (डब्ल्यू = / [सर्फैक्टेंट]);
2) घुलनशील जलीय चरण की संरचना और गुण;
3) माइक्रोइमल्शन का गतिशील व्यवहार;
4) जलीय चरण में अभिकारकों की औसत सांद्रता।
हालाँकि, सभी मामलों में, प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं के दौरान बनने वाले नैनोकणों का आकार मूल इमल्शन की बूंदों के आकार से नियंत्रित होता है।
माइक्रोइमल्शन सिस्टमकार्बनिक यौगिक प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। इस क्षेत्र में अधिकांश शोध गोलाकार नैनोकणों के संश्लेषण से संबंधित हैं। साथ ही, चुंबकीय गुणों वाले असममित कणों (धागे, डिस्क, दीर्घवृत्त) का उत्पादन महान वैज्ञानिक और व्यावहारिक रुचि का है।
68. लियोफिलिक कोलाइडल सिस्टम। रेबिंदर-शुकिन के अनुसार सहज फैलाव की थर्मोडायनामिक्स
लियोफिलिक कोलाइडल सिस्टम अल्ट्रामाइक्रोजेनिक सिस्टम हैं जो मैक्रोस्कोपिक चरणों से अनायास बनते हैं और बिखरे हुए चरण के अपेक्षाकृत बढ़े हुए कणों और आणविक आकार में कुचले जाने पर कणों के लिए थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होते हैं। लियोफिलिक कोलाइडल कणों का निर्माण मैक्रोफ़ेज़ अवस्था के विनाश के दौरान मुक्त सतह ऊर्जा में वृद्धि से निर्धारित किया जा सकता है, जिसकी भरपाई एन्ट्रापी कारक, मुख्य रूप से ब्राउनियन गति में वृद्धि के कारण की जा सकती है।
कम सतह तनाव मूल्यों पर, स्थिर लियोफिलिक सिस्टम मैक्रोफ़ेज़ के अपघटन के माध्यम से अनायास उत्पन्न हो सकते हैं।
लियोफिलिक कोलाइडल सिस्टम में कोलाइडल सर्फेक्टेंट, उच्च आणविक भार यौगिकों के समाधान और जेली शामिल हैं। यदि हम इस बात को ध्यान में रखते हैं कि सतह के तनाव का महत्वपूर्ण मान लियोफिलिक कणों के व्यास पर दृढ़ता से निर्भर करता है, तो मुक्त इंटरफेसियल ऊर्जा के कम मूल्यों पर बड़े कणों के साथ एक प्रणाली का निर्माण संभव है।
बदलते समय सभी कणों के आकार पर एक मोनोडिस्पर्स प्रणाली की मुक्त ऊर्जा की निर्भरता पर विचार करते समय, बिखरे हुए चरण में कणों की मुक्त विशिष्ट ऊर्जा के एक निश्चित मूल्य पर फैलाव के प्रभाव को ध्यान में रखना आवश्यक है।
एक संतुलन कोलाइडल-फैलाव प्रणाली का निर्माण केवल इस शर्त के तहत संभव है कि सभी कण व्यास सटीक रूप से फैलाव के क्षेत्र में स्थित हो सकते हैं जहां इन कणों का आकार अणुओं के आकार से अधिक हो सकता है।
उपरोक्त के आधार पर, एक लियोफिलिक प्रणाली के गठन की स्थिति और इसके संतुलन की स्थिति को रेहबिंदर-शुकुकिन समीकरण के रूप में दर्शाया जा सकता है:
सहज बिखराव की स्थिति की अभिव्यक्ति विशेषता.
पर्याप्त रूप से कम, लेकिन प्रारंभ में सीमित मूल्यों पर σ (इंटरफ़ेशियल ऊर्जा में परिवर्तन), मैक्रोफ़ेज़ का सहज फैलाव हो सकता है, बिखरे हुए चरण कणों की बमुश्किल ध्यान देने योग्य एकाग्रता के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन लियोफिलिक फैलाव प्रणाली उत्पन्न हो सकती है, जो कणों के आणविक आकार से काफी अधिक होगी।
मानदंड मान आर.एस.एक लियोफिलिक प्रणाली की संतुलन स्थितियों और उसी मैक्रोफ़ेज़ से इसके सहज उद्भव की संभावना निर्धारित कर सकता है, जो कण एकाग्रता में वृद्धि के साथ घट जाती है।
dispersing- यह किसी भी माध्यम में ठोस और तरल पदार्थों को बारीक पीसने की प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप पाउडर, सस्पेंशन और इमल्शन बनते हैं। फैलाव का उपयोग सामान्य रूप से कोलाइडल और बिखरी हुई प्रणालियों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है। तरल पदार्थ के फैलाव को आमतौर पर परमाणुकरण कहा जाता है जब यह गैस चरण में होता है, और पायसीकरण जब यह किसी अन्य तरल में किया जाता है। जब ठोस पदार्थों को फैलाया जाता है, तो उनका यांत्रिक विनाश होता है।
एक फैलाव प्रणाली के लियोफिलिक कण के सहज गठन और उसके संतुलन की स्थिति को गतिज प्रक्रियाओं का उपयोग करके भी प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, उतार-चढ़ाव के सिद्धांत का उपयोग करके।
इस मामले में, कम अनुमानित मूल्य प्राप्त होते हैं, क्योंकि उतार-चढ़ाव कुछ मापदंडों (किसी दिए गए आकार के उतार-चढ़ाव के लिए प्रतीक्षा समय) को ध्यान में नहीं रखता है।
एक वास्तविक प्रणाली के लिए, कण उत्पन्न हो सकते हैं जिनकी प्रकृति कुछ निश्चित आकार के वितरण के साथ बिखरी हुई होती है।
अनुसंधान पी. आई. रेबिंदरा और ई. डी. शुकुकिना हमें महत्वपूर्ण इमल्शन की स्थिरता की प्रक्रियाओं पर विचार करने की अनुमति दी, गठन की प्रक्रियाओं को निर्धारित किया, और ऐसी प्रणालियों के लिए विभिन्न मापदंडों की गणना प्रदान की।
69. जलीय और गैर-जलीय मीडिया में मिसेल का निर्माण। सूक्ष्मीकरण की ऊष्मप्रवैगिकी
मिसेल गठन- समाधान में सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट) के अणुओं का सहज जुड़ाव।
सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट)- ऐसे पदार्थ जिनके किसी अन्य चरण के साथ इंटरफ़ेस पर तरल से सोखने से सतह तनाव में उल्लेखनीय कमी आती है।
सर्फेक्टेंट अणु की संरचना डिफिलिक है: एक ध्रुवीय समूह और एक गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन रेडिकल।
सर्फैक्टेंट अणुओं की संरचना
मिसेल- एक मोबाइल आणविक सहयोगी जो संबंधित मोनोमर के साथ संतुलन में मौजूद होता है, और मोनोमर अणु लगातार मिसेल से जुड़े होते हैं और इससे अलग हो जाते हैं (10-8-10-3 सेकंड)। मिसेल की त्रिज्या 2-4 एनएम है, 50-100 अणु एकत्रित होते हैं।
मिसेल गठन एक चरण संक्रमण के समान एक प्रक्रिया है, जिसमें क्रिटिकल मिसेल एकाग्रता (सीएमसी) तक पहुंचने पर एक विलायक में सर्फेक्टेंट की आणविक रूप से फैली हुई अवस्था से मिसेल में जुड़े सर्फेक्टेंट में एक तेज संक्रमण होता है।
जलीय घोल (प्रत्यक्ष मिसेल) में मिसेल का निर्माण अणुओं के गैर-ध्रुवीय (हाइड्रोकार्बन) भागों के आकर्षण और ध्रुवीय (आयनोजेनिक) समूहों के प्रतिकर्षण की शक्तियों की समानता के कारण होता है। ध्रुवीय समूह जलीय चरण की ओर उन्मुख होते हैं। माइसेलाइज़ेशन की प्रक्रिया में एक एंट्रोपिक प्रकृति होती है और यह पानी के साथ हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन से जुड़ी होती है: एक मिसेल में सर्फेक्टेंट अणुओं की हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं के संयोजन से पानी की संरचना के विनाश के कारण एन्ट्रापी में वृद्धि होती है।
रिवर्स मिसेल के निर्माण के दौरान, ध्रुवीय समूह एक हाइड्रोफिलिक कोर में संयोजित होते हैं, और हाइड्रोकार्बन रेडिकल एक हाइड्रोफोबिक शेल बनाते हैं। गैर-ध्रुवीय मीडिया में माइसेलाइजेशन का ऊर्जा लाभ "ध्रुवीय समूह - हाइड्रोकार्बन" बंधन को ध्रुवीय समूहों के बीच एक बंधन के साथ बदलने के लाभ के कारण होता है जब वे मिसेल कोर में संयुक्त होते हैं।
चावल। 1. योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व
मिसेल के निर्माण के लिए प्रेरक शक्तियाँ अंतर-आणविक अंतःक्रियाएँ हैं:
1) हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं और जलीय वातावरण के बीच हाइड्रोफोबिक प्रतिकर्षण;
2) समान आवेशित आयनिक समूहों का प्रतिकर्षण;
3) एल्काइल श्रृंखलाओं के बीच वैन डेर वाल्स आकर्षण।
मिसेल्स की उपस्थिति एक निश्चित तापमान के ऊपर ही संभव है, जिसे कहा जाता है शिल्प बिंदु. क्रैफ्ट बिंदु के नीचे, आयनिक सर्फेक्टेंट, जब घुलते हैं, तो जैल बनाते हैं (वक्र 1), ऊपर - सर्फेक्टेंट की कुल घुलनशीलता बढ़ जाती है (वक्र 2), वास्तविक (आणविक) घुलनशीलता महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलती है (वक्र 3)।
चावल। 2. मिसेलस का निर्माण
70. क्रिटिकल मिसेल सांद्रण (सीएमसी), सीएमसी निर्धारित करने की मुख्य विधियाँ
क्रिटिकल मिसेल सांद्रण (सीएमसी) एक समाधान में एक सर्फेक्टेंट की एकाग्रता है जिस पर सिस्टम में ध्यान देने योग्य मात्रा में स्थिर मिसेल बनते हैं और समाधान के कई गुण तेजी से बदलते हैं। मिसेल की उपस्थिति का पता सर्फ़ेक्टेंट सांद्रता पर समाधान गुणों की निर्भरता के वक्र में परिवर्तन से लगाया जाता है। गुण सतह तनाव, विद्युत चालकता, ईएमएफ, घनत्व, चिपचिपाहट, गर्मी क्षमता, वर्णक्रमीय गुण आदि हो सकते हैं। सीएमसी निर्धारित करने के लिए सबसे आम तरीके हैं: सतह तनाव, विद्युत चालकता, प्रकाश बिखरने, गैर-ध्रुवीय यौगिकों की घुलनशीलता को मापकर ( घुलनशीलता) और डाई अवशोषण। श्रृंखला में 12-16 कार्बन परमाणुओं वाले सर्फेक्टेंट के लिए सीएमसी क्षेत्र 10-2-10-4 मोल/लीटर की सांद्रता सीमा में है। निर्धारण कारक सर्फेक्टेंट अणु के हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक गुणों का अनुपात है। हाइड्रोकार्बन रेडिकल जितना लंबा होगा और हाइड्रोफिलिक समूह जितना कम ध्रुवीय होगा, सीएमसी मान उतना ही कम होगा।
केएमसी मान इस पर निर्भर करते हैं:
1) हाइड्रोकार्बन रेडिकल में आयनोजेनिक समूहों की स्थिति (जब वे श्रृंखला के मध्य की ओर विस्थापित होते हैं तो सीएमसी बढ़ जाती है);
2) अणु में दोहरे बंधन और ध्रुवीय समूहों की उपस्थिति (उपस्थिति सीएमसी बढ़ाती है);
3) इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता (एकाग्रता बढ़ने से सीएमसी में कमी आती है);
4) जैविक काउंटरियन्स (काउंटरियंस की उपस्थिति सीएमसी को कम करती है);
5) कार्बनिक सॉल्वैंट्स (सीएमसी में वृद्धि);
6) तापमान (एक जटिल निर्भरता है)।
विलयन का पृष्ठ तनाव σ आणविक रूप में सर्फेक्टेंट की सांद्रता द्वारा निर्धारित किया जाता है। केकेएम मान से ऊपर σ व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता. गिब्स समीकरण के अनुसार, dσ = – Гdμ, पर σ = स्थिरांक, रासायनिक क्षमता ( μ ) व्यावहारिक रूप से एकाग्रता से स्वतंत्र है साथओ > केकेएम। सीएमसी से पहले, सर्फेक्टेंट समाधान अपने गुणों में आदर्श के करीब होता है, और सीएमसी के ऊपर यह आदर्श से गुणों में तेजी से भिन्न होना शुरू हो जाता है।
प्रणाली "सर्फैक्टेंट - पानी"जब घटकों की सामग्री बदलती है तो यह विभिन्न अवस्थाओं में बदल सकता है।
सीएमसी, जिसमें गोलाकार मिसेल मोनोमर सर्फेक्टेंट अणुओं से बनते हैं, तथाकथित। हार्टले-रेहबिंदर मिसेलस - केकेएम 1 (सर्फैक्टेंट समाधान के भौतिक रासायनिक गुण तेजी से बदलते हैं)। वह सांद्रता जिस पर माइक्रेलर गुण बदलने लगते हैं, दूसरी सीएमसी (सीएमसी 2) कहलाती है। मिसेलस की संरचना में परिवर्तन होता है - गोलाकार से बेलनाकार होते हुए गोलाकार। गोलाकार से बेलनाकार (केकेएम 3), साथ ही गोलाकार से गोलाकार (केकेएम 2) में संक्रमण, संकीर्ण एकाग्रता क्षेत्रों में होता है और एकत्रीकरण संख्या में वृद्धि और प्रति सर्फेक्टेंट अणु के मिसेल-जल इंटरफेस क्षेत्र में कमी के साथ होता है। मिसेल में. सर्फेक्टेंट अणुओं की अधिक घनी पैकिंग, मिसेल के आयनीकरण की उच्च डिग्री, एक मजबूत हाइड्रोफोबिक प्रभाव और इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रतिकर्षण के कारण सर्फेक्टेंट की घुलनशील क्षमता में कमी आती है। सर्फेक्टेंट की सांद्रता में और वृद्धि के साथ, मिसेल की गतिशीलता कम हो जाती है, और उनके अंतिम खंड चिपक जाते हैं, और एक त्रि-आयामी नेटवर्क बनता है - विशिष्ट यांत्रिक गुणों के साथ एक जमावट संरचना (जेल): प्लास्टिसिटी, ताकत, थिक्सोट्रॉपी। अणुओं की एक क्रमबद्ध व्यवस्था वाली ऐसी प्रणालियाँ, जिनमें ऑप्टिकल अनिसोट्रॉपी और वास्तविक तरल और ठोस के बीच मध्यवर्ती यांत्रिक गुण होते हैं, तरल क्रिस्टल कहलाते हैं। जैसे-जैसे सर्फेक्टेंट की सांद्रता बढ़ती है, जेल एक ठोस चरण - एक क्रिस्टल में बदल जाता है। क्रिटिकल मिसेल कंसंट्रेशन (सीएमसी) एक समाधान में एक सर्फेक्टेंट की एकाग्रता है जिस पर सिस्टम में ध्यान देने योग्य मात्रा में स्थिर मिसेल बनते हैं और समाधान के कई गुण तेजी से बदलते हैं।
71. मिसेल का गठन और प्रत्यक्ष और रिवर्स मिसेल में घुलनशीलता। माइक्रोइमल्शन
किसी सर्फेक्टेंट (घुलनशील पदार्थ) को जोड़ने पर आमतौर पर खराब घुलनशील पदार्थ (घुलनशील पदार्थ) के थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर आइसोट्रोपिक समाधान के गठन की घटना को कहा जाता है solubilization. माइक्रेलर समाधानों के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक विभिन्न यौगिकों को घुलनशील बनाने की उनकी क्षमता है। उदाहरण के लिए, पानी में ऑक्टेन की घुलनशीलता 0.0015% है, और 2% ऑक्टेन सोडियम ओलिएट के 10% घोल में घुल जाता है। आयनिक सर्फेक्टेंट के हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई बढ़ने के साथ घुलनशीलता बढ़ती है, और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए, ऑक्सीथिलीन इकाइयों की बढ़ती संख्या के साथ। घुलनशीलता कार्बनिक सॉल्वैंट्स, मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स, तापमान, अन्य पदार्थों की उपस्थिति और प्रकृति और घुलनशीलता की प्रकृति और संरचना से जटिल तरीकों से प्रभावित होती है।
प्रत्यक्ष घुलनशीलता ("फैलाव माध्यम - पानी") और विपरीत घुलनशीलता ("फैलाव माध्यम - तेल") के बीच अंतर किया जाता है।
मिसेल में, घुलनशीलता को इलेक्ट्रोस्टैटिक और हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन बलों के साथ-साथ हाइड्रोजन बॉन्डिंग जैसे अन्य कारणों से बनाए रखा जा सकता है।
मिसेल (माइक्रोइमल्शन) में पदार्थों को घुलनशील करने की कई ज्ञात विधियाँ हैं, जो इसके हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक गुणों के अनुपात और घुलनशीलता और मिसेल के बीच संभावित रासायनिक अंतःक्रियाओं पर निर्भर करती हैं। तेल-पानी माइक्रोइमल्शन की संरचना प्रत्यक्ष मिसेल की संरचना के समान है, इसलिए घुलनशीलता के तरीके समान होंगे। घुलनशीलता कर सकते हैं:
1) मिसेल की सतह पर हो;
2) रेडियल रूप से उन्मुख होना, यानी, ध्रुवीय समूह सतह पर है, और गैर-ध्रुवीय समूह मिसेल के मूल में है;
3) पूरी तरह से कोर में डूबे रहें, और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के मामले में, पॉलीऑक्सीएथिलीन परत में स्थित हों।
घुलनशीलता की मात्रात्मक क्षमता मूल्य की विशेषता है सापेक्ष घुलनशीलता एस– घुलनशील पदार्थ के मोलों की संख्या का अनुपात एनसोल. माइक्रेलर अवस्था में सर्फेक्टेंट के मोल्स की संख्या तक एनमिट्ज़:
माइक्रोइमल्शनवे सूक्ष्मविषम स्व-संगठित मीडिया से संबंधित हैं और कोलाइडल आकार के कणों वाले बहुघटक तरल सिस्टम हैं। वे मिसेल बनाने वाले सर्फेक्टेंट की उपस्थिति में सीमित पारस्परिक घुलनशीलता (सरलतम मामले में, पानी और एक हाइड्रोकार्बन) के साथ दो तरल पदार्थों को मिलाकर स्वचालित रूप से बनते हैं। कभी-कभी, एक सजातीय समाधान बनाने के लिए, तथाकथित गैर-मिसेल-गठन सर्फेक्टेंट को जोड़ना आवश्यक होता है। सह-सर्फैक्टेंट (अल्कोहल, एमाइन या ईथर), और इलेक्ट्रोलाइट। परिक्षिप्त चरण (सूक्ष्म बूंदों) का कण आकार 10-100 एनएम है। बूंदों के छोटे आकार के कारण, माइक्रोइमल्शन पारदर्शी होते हैं।
माइक्रोइमल्शन, बिखरे हुए कणों के आकार (माइक्रोइमल्शन के लिए 5-100 एनएम और इमल्शन के लिए 100 एनएम-100 μm), पारदर्शिता और स्थिरता में शास्त्रीय इमल्शन से भिन्न होता है। माइक्रोइमल्शन की पारदर्शिता इस तथ्य के कारण है कि उनकी बूंदों का आकार दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटा है। जलीय मिसेल किसी विलेय के एक या अधिक अणुओं को अवशोषित कर सकते हैं। माइक्रोइमल्शन माइक्रोड्रॉपलेट का सतह क्षेत्र बड़ा और आंतरिक आयतन बड़ा होता है।
मिसेल का गठन और प्रत्यक्ष और रिवर्स मिसेल में घुलनशीलता। माइक्रोइमल्शन।
माइक्रोइमल्शन में कई अद्वितीय गुण होते हैं जो मिसेल, मोनोलेयर्स या पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स में नहीं होते हैं। जलीय मिसेल किसी विलेय के एक या अधिक अणुओं को अवशोषित कर सकते हैं। एक माइक्रोइमल्शन माइक्रोड्रॉपलेट में एक बड़ा सतह क्षेत्र और परिवर्तनीय ध्रुवता का एक बड़ा आंतरिक आयतन होता है और यह विघटित पदार्थ के काफी अधिक अणुओं को अवशोषित कर सकता है। इस संबंध में इमल्शन माइक्रोइमल्शन के करीब हैं, लेकिन उनका सतही आवेश कम होता है, वे बहुविस्तारित, अस्थिर और अपारदर्शी होते हैं।
72. घुलनशीलता (प्रत्यक्ष मिसेलस में कार्बनिक पदार्थों का कोलाइडल विघटन)
जलीय सर्फेक्टेंट समाधानों की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति घुलनशीलता है। घुलनशीलता प्रक्रिया में हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन शामिल है। घुलनशीलता को निम्न-ध्रुवीय कार्बनिक यौगिकों के सर्फेक्टेंट की उपस्थिति में पानी में घुलनशीलता में तेज वृद्धि में व्यक्त किया जाता है।
जलीय माइक्रेलर प्रणालियों में (सीधे मिसेलस)वे पदार्थ जो पानी में अघुलनशील होते हैं, जैसे बेंजीन, कार्बनिक रंग और वसा, घुलनशील होते हैं।
यह इस तथ्य के कारण है कि मिसेल कोर एक गैर-ध्रुवीय तरल के गुणों को प्रदर्शित करता है।
कार्बनिक माइक्रेलर समाधान में (रिवर्स मिसेलस), जिसमें मिसेल के आंतरिक भाग में ध्रुवीय समूह होते हैं, ध्रुवीय पानी के अणु घुलनशील होते हैं, और बंधे हुए पानी की मात्रा महत्वपूर्ण हो सकती है।
घुलने वाला पदार्थ कहलाता है घुलनशील(या सब्सट्रेट), और सर्फेक्टेंट - घुलनशील.
घुलनशीलता प्रक्रिया गतिशील है: सब्सट्रेट को जलीय चरण और मिसेल के बीच दोनों पदार्थों की प्रकृति और हाइड्रोफिलिक-लिपोफिलिक संतुलन (एचएलबी) के आधार पर अनुपात में वितरित किया जाता है।
घुलनशीलता प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कारक:
1) पृष्ठसक्रियकारक एकाग्रता. घुलनशील पदार्थ की मात्रा गोलाकार मिसेल के क्षेत्र में सर्फैक्टेंट समाधान की एकाग्रता के अनुपात में बढ़ जाती है और इसके अलावा लैमेलर मिसेल के गठन के साथ तेजी से बढ़ जाती है;
2) सर्फेक्टेंट हाइड्रोकार्बन रेडिकल की लंबाई. आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए श्रृंखला की लंबाई बढ़ने या गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए एथोक्सिलेटेड इकाइयों की संख्या बढ़ने के साथ, घुलनशीलता बढ़ जाती है;
3) कार्बनिक विलायकों की प्रकृति;
4) इलेक्ट्रोलाइट्स. मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के जुड़ने से आमतौर पर सीएमसी में कमी के कारण घुलनशीलता में काफी वृद्धि होती है;
5) तापमान. जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, घुलनशीलता बढ़ती है;
6) ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय पदार्थों की उपस्थिति;
7) घुलनशीलता की प्रकृति और संरचना।
घुलनशीलता प्रक्रिया के चरण:
1) सतह पर सब्सट्रेट का सोखना (तेज़ चरण);
2) मिसेल में सब्सट्रेट का प्रवेश या मिसेल के भीतर अभिविन्यास (धीमी अवस्था)।
घुलनशील अणुओं को शामिल करने की विधिजलीय घोल का मिसेलस पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करता है। मिसेल में गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन मिसेल के हाइड्रोकार्बन कोर में स्थित होते हैं।
ध्रुवीय कार्बनिक पदार्थ (अल्कोहल, एमाइन, एसिड) सर्फेक्टेंट अणुओं के बीच एक मिसेल में एम्बेडेड होते हैं ताकि उनके ध्रुवीय समूह पानी का सामना करें, और अणुओं के हाइड्रोफोबिक हिस्से सर्फेक्टेंट के हाइड्रोकार्बन रेडिकल के समानांतर उन्मुख होते हैं।
नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट के मिसेल में, फिनोल जैसे घुलनशील अणु, मिसेल की सतह पर तय होते हैं, जो बेतरतीब ढंग से मुड़ी हुई पॉलीऑक्सीएथिलीन श्रृंखलाओं के बीच स्थित होते हैं।
जब गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन मिसेल कोर में घुलनशील होते हैं, तो हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं अलग हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप मिसेल के आकार में वृद्धि होती है।
घुलनशीलता की घटना का व्यापक रूप से सर्फेक्टेंट के उपयोग से जुड़ी विभिन्न प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इमल्शन पोलीमराइजेशन में, फार्मास्यूटिकल्स, खाद्य उत्पादों का उत्पादन।
solubilization- सर्फेक्टेंट की सफाई क्रिया में सबसे महत्वपूर्ण कारक। यह घटना जीवित जीवों के जीवन में एक बड़ी भूमिका निभाती है, जो चयापचय प्रक्रिया की कड़ियों में से एक है।
73. माइक्रोइमल्शन, सूक्ष्म बूंदों की संरचना, गठन की स्थिति, चरण आरेख
माइक्रोइमल्शन दो प्रकार के होते हैं (चित्र 1): पानी में तेल की बूंदों का वितरण (o/w) और तेल में पानी (w/o)। माइक्रोइमल्शनतेल और पानी की सापेक्ष सांद्रता में परिवर्तन के साथ संरचनात्मक परिवर्तन से गुजरना।
चावल। 1. माइक्रोइमल्शन का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व
माइक्रोइमल्शनसिस्टम में घटकों के निश्चित अनुपात पर ही बनते हैं। जब सिस्टम में घटकों की संख्या, संरचना या तापमान में परिवर्तन होता है, तो मैक्रोस्कोपिक चरण परिवर्तन होते हैं, जो चरण नियम का पालन करते हैं और चरण आरेखों का उपयोग करके विश्लेषण किया जाता है।
आमतौर पर, "छद्म-टर्नरी" आरेख का निर्माण किया जाता है। एक घटक हाइड्रोकार्बन (तेल) है, दूसरा पानी या इलेक्ट्रोलाइट है, और तीसरा सर्फेक्टेंट और सह-सर्फैक्टेंट है।
चरण आरेख का निर्माण अनुभाग विधि का उपयोग करके किया जाता है।
आमतौर पर, इन आरेखों का निचला बायां कोना पानी या खारे घोल के वजन अंशों (प्रतिशत) से मेल खाता है, निचला दायां कोना हाइड्रोकार्बन से, ऊपरी कोना सर्फेक्टेंट या सर्फेक्टेंट के मिश्रण से मेल खाता है: एक निश्चित अनुपात के साथ सह-सर्फेक्टेंट (आमतौर पर 1:2).
रचना त्रिभुज के तल में, वक्र एक सजातीय (स्थूल अर्थ में) माइक्रोइमल्शन के अस्तित्व के क्षेत्र को उन क्षेत्रों से अलग करता है जहां माइक्रोइमल्शन स्तरीकृत होता है (चित्र 2)।
वक्र के ठीक पास घुलनशील हाइड्रोकार्बन के साथ "सर्फेक्टेंट - पानी" प्रकार और घुलनशील पानी के साथ "सर्फेक्टेंट - हाइड्रोकार्बन" प्रकार के सूजे हुए माइक्रेलर सिस्टम हैं।
सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट: सह-सर्फैक्टेंट) = 1:2
चावल। 2. माइक्रोइमल्शन प्रणाली का चरण आरेख
जैसे-जैसे पानी/तेल अनुपात बढ़ता है, सिस्टम में संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं:
माइक्रोइमल्शन के साथ → तेल में पानी के सिलेंडर → सर्फेक्टेंट, तेल और पानी की लैमेलर संरचना → माइक्रोइमल्शन के बारे में।
सीएमसी का मूल्य इससे प्रभावित होता है:
हाइड्रोकार्बन श्रृंखला की संरचना और लंबाई;
ध्रुवीय समूह की प्रकृति;
समाधान में उदासीन इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति;
तापमान।
पहले दो कारकों का प्रभाव सूत्र द्वारा परिलक्षित होता है
आरटीआईएन केकेएम = ए– बी.पी.,(12.1)
जहाँ एक – ध्रुवीय समूह के विघटन की ऊर्जा को दर्शाने वाला एक स्थिरांक; बी– प्रति समूह विघटन ऊर्जा का निरंतर लक्षण वर्णन – सीएच 2 – ; पी– समूहों की संख्या – सीएच 2 – .
समीकरण (12.1) से यह पता चलता है कि हाइड्रोफोबिक समूह की विघटन ऊर्जा जितनी अधिक होगी और उनकी संख्या जितनी अधिक होगी, सीएमसी उतना ही कम होगा, यानी मिसेल का निर्माण उतना ही आसान होगा।
इसके विपरीत, ध्रुवीय समूह की विघटन ऊर्जा जितनी अधिक होगी, जिसकी भूमिका परिणामी सहयोगियों को पानी में बनाए रखना है, सीएमसी उतना ही अधिक होगा।
आयनिक सर्फेक्टेंट का सीएमसी मूल्य अणुओं की समान हाइड्रोफोबिसिटी वाले गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट की तुलना में काफी अधिक है।
गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स की शुरूआत का सीएमसी मूल्य और मिसेल आकार पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।
आयनिक सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में इलेक्ट्रोलाइट्स की शुरूआत का एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रभाव होता है, जिसका अनुमान समीकरण द्वारा लगाया जा सकता है:
केकेएम में = ए" – बी"पी– कमें साथ, (12.2)
कहाँ एक" और कॉमर्सेंट"– वे स्थिरांक जिनका भौतिक अर्थ समान है एऔर बीसमीकरण 12.1 में; क– स्थिर; साथ– उदासीन इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता.
समीकरण 12.2 से यह पता चलता है कि उदासीन इलेक्ट्रोलाइट (सी) की सांद्रता में वृद्धि से सीएमसी कम हो जाती है।
सर्फेक्टेंट के जलीय घोल में गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स (कार्बनिक सॉल्वैंट्स) की शुरूआत से भी सीएमसी में बदलाव होता है। घुलनशीलता की उपस्थिति में, मिसेल की स्थिरता बढ़ जाती है, अर्थात। कम हो जाती हैकेकेएम. यदि घुलनशीलता नहीं देखी जाती है (यानी, गैर-इलेक्ट्रोलाइट अणु मिसेल में प्रवेश नहीं करते हैं), तो वे, एक नियम के रूप में, बढ़ोतरीकेकेएम.
तापमान का प्रभाव
आयनिक सर्फेक्टेंट और नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट के सीएमसी पर तापमान का प्रभाव अलग-अलग होता है। तापमान में वृद्धि से आयनिक सर्फेक्टेंट के सीएमसी में वृद्धि होती है – तापीय गति के पृथक्करण प्रभाव के लिए।
तापमान में वृद्धि से ऑक्सीएथिलीन श्रृंखलाओं के निर्जलीकरण के कारण गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के सीएमसी में कमी आती है (हमें याद है कि गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट हमेशा पॉलीऑक्सीएथिलीन श्रृंखला और हाइड्रोकार्बन "पूंछ" द्वारा बनते हैं)।
निर्धारण के तरीके
गंभीर एकाग्रता
मिसेल गठन
सीएमसी निर्धारित करने के तरीके भौतिक में तेज बदलाव को रिकॉर्ड करने पर आधारित हैं – सांद्रता बदलते समय सर्फेक्टेंट समाधानों के रासायनिक गुण। यह इस तथ्य के कारण है कि किसी घोल में सर्फेक्टेंट मिसेल के बनने का मतलब है नया चरण,और इससे किसी भी भौतिक में तीव्र परिवर्तन होता है – प्रणाली के रासायनिक गुण.
निर्भरता घटता पर "सर्फैक्टेंट समाधान संपत्ति – सर्फेक्टेंट सांद्रण" एक गुत्थी प्रकट होती है। इस मामले में, वक्र के बाईं ओर (कम सांद्रता पर) आणविक (आयनिक) अवस्था में एक सर्फेक्टेंट समाधान की संबंधित संपत्ति का वर्णन करता है, और दाईं ओर – कोलाइड में. विच्छेद बिंदु के भुज को पारंपरिक रूप से सर्फेक्टेंट अणुओं (आयनों) के मिसेल में संक्रमण के अनुरूप माना जाता है – यानी, क्रिटिकल मिसेल कंसंट्रेशन (सीएमसी)।
आइए इनमें से कुछ तरीकों पर नजर डालें।
कंडक्टोमेट्रिक विधि
केकेएम परिभाषाएँ
कंडक्टोमेट्रिक विधि सर्फेक्टेंट समाधानों की विद्युत चालकता को मापने पर आधारित है। यह स्पष्ट है कि इसका उपयोग केवल आयनिक सर्फेक्टेंट के लिए किया जा सकता है। सीएमसी तक की सांद्रता सीमा में, सर्फेक्टेंट सांद्रता पर विशिष्ट और समकक्ष विद्युत चालकता की निर्भरता मध्यम-शक्ति इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान के लिए समान निर्भरता के अनुरूप होती है। सीएमसी के अनुरूप एकाग्रता पर, गोलाकार मिसेल के गठन के कारण निर्भरता ग्राफ में एक ब्रेक देखा जाता है। आयनिक मिसेल की गतिशीलता आयनों की गतिशीलता से कम होती है और, इसके अलावा, काउंटरों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मिसेल के कोलाइडल कण की घनी परत में स्थित होता है और इसलिए, सर्फेक्टेंट समाधानों की विद्युत चालकता को काफी कम कर देता है। इसलिए, सीएमसी के ऊपर सर्फेक्टेंट सांद्रता में वृद्धि के साथ, विशिष्ट विद्युत चालकता में वृद्धि काफी कमजोर हो जाती है (चित्र 12.4), और दाढ़ विद्युत चालकता अधिक तेजी से घट जाती है (चित्र 12.5)
एलएन केकेएम एलएन सीएलएन केकेएम एलएन सी*
चावल। 12.4 चित्र. 12.5
विशिष्ट निर्भरता, मोलर निर्भरता
चालकता विद्युत चालकता
सांद्रता से एकाग्रता से
केकेएम की परिभाषा
सतह माप के आधार पर
समाधान तनाव
सीएमसी तक बढ़ती सांद्रता के साथ जलीय सर्फेक्टेंट घोल का सतह तनाव कम हो जाता है। इज़ोटेर्म = एफ(एल.एन साथ) कम सर्फेक्टेंट सांद्रता के क्षेत्र में एक घुमावदार खंड होता है, जहां, गिब्स समीकरण के अनुसार, समाधान की सतह पर सर्फेक्टेंट का सोखना बढ़ती एकाग्रता के साथ बढ़ता है। एक निश्चित एकाग्रता पर टी के साथइज़ोटेर्म का वक्ररेखीय खंड एक स्थिर मान के साथ एक सीधी रेखा में बदल जाता है, अर्थात, सोखना अपने अधिकतम मान तक पहुँच जाता है। इस क्षेत्र में, इंटरफ़ेस पर एक संतृप्त मोनोमोलेक्यूलर परत बनती है। सर्फेक्टेंट सांद्रता (सी > सीएमसी) में और वृद्धि के साथ, समाधान की मात्रा में मिसेल बनते हैं, और सतह तनाव वस्तुतः अपरिवर्तित रहता है। सीएमसी का निर्धारण इज़ोटेर्म में दरार से होता है जब यह इन अक्ष के समानांतर एक खंड तक पहुंचता है साथ(चित्र 12.6)।
सतह तनाव माप
आपको सीएमसी को आयनोजेनिक के रूप में निर्धारित करने की अनुमति देता है,
और नॉनऑनिक सर्फेक्टेंट। शोध
सर्फेक्टेंट को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए
अशुद्धियाँ, क्योंकि उनकी उपस्थिति हो सकती है
न्यूनतम की उपस्थिति का कारण बनें
के करीब सांद्रता पर इज़ोटेर्म
एलएन सी एम एलएन केकेएम एलएन सी केकेएम।
चावल। 12.6
सतह पर निर्भरता
एनसी से तनाव
स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक,
या फोटोनफेलोमेट्रिक विधि
केकेएम परिभाषाएँ
सर्फ़ेक्टेंट मिसेल में रंगों और हाइड्रोकार्बन का घुलनशीलीकरण, जलीय और गैर-जलीय दोनों घोलों में आयनिक और गैर-आयनिक सर्फेक्टेंट के सीएमसी को निर्धारित करना संभव बनाता है। जब घोल में सर्फेक्टेंट की सांद्रता पहुँच जाती है, तो संगत – मौजूदा सीएमसी में, पानी में अघुलनशील रंगों और हाइड्रोकार्बन की घुलनशीलता तेजी से बढ़ जाती है। वसा-घुलनशील रंगों का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है जो सीएमसी के ऊपर सांद्रता में सर्फेक्टेंट समाधानों को तीव्रता से रंगते हैं। घुलनशीलता को प्रकाश प्रकीर्णन विधि या स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिकल का उपयोग करके मापा जाता है।
