Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 335

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 329 330 331 332 333 334 < 335 > 336 337 338 339 340 341 .. 818 >> Следующая


Рис. 0. Изменение осмотического давления раствора (р'), коэффициентов вязкости (п), электропроводности (а) и поверхностного натяжения (а) вблизи критической концентрации мицеллообра-зования с*; для раствора додецилсульфата натрия (CI2H„OSO,Na)B воде с* = =8- IO-* см ».

290

Концентрация амфифильиого вещества, моль/л

Р., его состава, темп-ры и др. Ьблизн KKM форма мицелл близка к сферической. В полярной среде (иапр., в воде) мицеллы имеют углеводородное ядро, а полярные «головки» обращены к молекулам воды. В жирной среде мицелла имеет обращённую структуру: полярные «головки» образуют ядро, а олеофильиые «хвосты» контактируют с растворителем (рис. 10). Каждая мицелла в Р. содержит 20—100 молекул амфифильиого вещест-

Масло

Ш11

Вода

ШИ

бода

Масло

О* *>0ода

Вода

НИ!

ПП!

Вода

виже) от твёрдой фазы III. Области молекулярного и мйцелляриого Р. разделены иек-рой переходной областью BD, а ие линией, как в обычном случае равновесия двух фаз. Мни. темп-pa ZV, при к-рой возможно образование мицелл, иаз. температурой Крафта. Концентрация амфифильиого вещества с*, при к-рой начинается образование мицелл, иаз. критической концентрацией мицел-лообразоваиия (ККМ). KKM сильно зависит от темп-ры, ионной силы Р. (сумма значений концентраций всех иоиов Р., умноженных иа квадрат их зарядов) и т. д. KKM падает с ростом длины «жирного хвоста» молеиулы приближённо линейно при числе атомов углеводородной цепи п < 10—15; прн бблыпих п возможно отклонение от линейного закона. Характер изменения иек-рых физ. свойств Р. при мицеллообра-зованин представлен на рис. 9.

Форма и структура мицелл зависят от типа растворителя (полярный или гидрофобный), от концентрации

Рнс. 10. Структура агрегатов в растворах амфифильиого вещества: а — гибсовский монослоЙ на поверхности раздела жирной и полярной среа; б — сферическая мицелла в полярном растворителе; в — обращённая сферическая мицелла в жирной среде; г — ламелла (оислой) в полярной среде; д — обращённая ла-мелла (мыльная плёнка); е — пузырёк (везикула), образованный в полярной среде.

G ростом концентрации Р. форма мицелл может изменяться: оии принимают цилиндрическую, дискообразную форму или форму трёхосного эллипсоида. Это проявляется в изменении индикатрисы рассеяния света Р. и в изменении зависимости вяакости Р. от концентрации. В иек-рых случаях в Р. могут присутствовать ци« линдрнч. мицеллы, содержащие ~ IO3—10* молекул. В области концентраций Р., превышающих ККМ, именно мицеллы явлиютси элементарными структурными единицами, определяющими физ. свойства возникающих в Р. фаз, как изотропных, так и жидкокристаллических (см. ниже).

Надмолекулярные жндкокристалличесине структуры в растворах. Подобно молекулярным, мицеллярные Р. при иек-рой концентрации мицелл могут расслаиваться. Вблизи критпч. точек расслоения (к-рые могут быть как верхними, так и нижними) наблюдаются критич. явления, Отслаивающаяся при увеличении концентрация более плотная фаза может быть как изотропной, так и анизотропной (см. Жидкие кристаллы). В бинарных системах обычно возникают гексагональная, ламеллярная (смектическая) и (или) кубическая фазы. Переход между ними происходит вследствие изменения формы или (и) размеров мицелл.

Гексагональные фазы образованы цилиндрич. мицеллами неопределённой длины, упакованными в двумерную решётку, имеющую гексагональную симметрию (рис. 11).

Структура мицелл может быть нормальной или обращённой в зависимости от типа амфифильиого вещества и растворителя. Радиус нормальных цилиндрич. мицелл примерно иа 10—

30% меньше длины полностью вытянутой амфифильиой] молекулы, расстояние между цилиндрами в зависимости от содержания воды изменяется в пределах 8—50 А. Для обращённых мицелл диаметр водного цилиндра составляет 10—20 А, расстояние между ними ок. полутора длин «жирных хвостов» амфифильиых молекул.

Липофильные цепи

Рис. 11. Схема упаковки молекул в гексагональной фазе лиотропного жидкого кристалла.
Ламеллярные (смеитическпе)фазы образованы дискообразными мицеллами неопределённого диаметра (ламеллами). Толщина ламеллы иа 10— 30% меньше удвоенной длины амфифильиой молекулы {рис. 12), величина водного промежутка между ламеллами изменяется при их набухании. Если данное вещество образует в Р. гексагональные фазы с мицеллами как нормального, так и обращённого типов, то ламеллярная фаза располагается иа фазовой диаграмме в области концентраций, промежуточных между двумя гексагональными фазами.

В зависимости от темп-ры и состава Р. амфи-фильиые молекулы в ла-меллах могут находиться в «расплавленном» или «кристаллическом» состоянии. Фаза ламеллярного типа, возникающая при затвердевании парафиновых цепей молекул при понижении темп-ры, иосит название фазы геля. Толщина ламеллы в этих фазах может составлять одну или две длины полностью вытянутой амфифильиой молекулы. Молекулы упакованы в двумерную гексагональную решётку; площадь, приходящаяся на одну молекулу в бислое, близка к минимально возможной (при одной парафиновой цепи в «жирном хвосте» — ок. 20 А2). Длинные оси молекул могут быть наклонены по отношению к нормали амфифильного слоя. Водный промежуток составляет обычно 10—20 А, во может возрастать до «200 А (т. и. неограниченное иабухаиие), если в системе присутствуют ионогениые амфифильиые молекулы, подобные молекулам жирных кислот. Т. о., согласно классификации, прииитой для термотропных жидких кристаллов, гели соответствуют смектич. фазам типов Ba и Bq ¦
Предыдущая << 1 .. 329 330 331 332 333 334 < 335 > 336 337 338 339 340 341 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed