Micellization, द्रावणातील सर्फॅक्टंट रेणूंचा उत्स्फूर्त संबंध. परिणामी, सर्फॅक्टंट-विलायक प्रणालीमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण संरचनेचे मायसेलेस-सहयोगी दिसतात, ज्यामध्ये लांब-साखळीतील हायड्रोफोबिक रेडिकल आणि ध्रुवीय हायड्रोफिलिक गटांसह डझनभर एम्फिफिलिक रेणू असतात. तथाकथित सरळ मायसेल्समध्ये, कोर हायड्रोफोबिक रॅडिकल्सद्वारे तयार होतो, तर हायड्रोफिलिक गट बाह्य दिशेने असतात. मायकेल तयार करणार्‍या सर्फॅक्टंट रेणूंच्या संख्येला एकत्रित संख्या म्हणतात; मोलर द्रव्यमानाच्या सादृश्याने, मायसेल्स देखील तथाकथित मायसेलर मास द्वारे दर्शविले जातात. सामान्यतः, एकत्रीकरण संख्या 50-100 असतात, मायकेलर वस्तुमान 10 3 -10 5 असतात. मायसेल निर्मिती दरम्यान तयार झालेले मायसेल्स पॉलीडिस्पर्स असतात आणि आकार वितरण (किंवा एकत्रीकरण संख्या) द्वारे दर्शविले जातात.
Micellization चे वैशिष्ट्य आहे विविध प्रकारचेसर्फॅक्टंट्स आयनिक (एनियन- आणि केशन-सक्रिय), एम्फोलाइटिक आणि नॉन-आयनिक असतात आणि त्यांचे अनेक सामान्य नमुने असतात, तथापि, ते सर्फॅक्टंट रेणूंच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांशी देखील संबंधित असतात (नॉन-ध्रुवीय मूलगामीचा आकार, निसर्ग ध्रुवीय गटाचा), म्हणून या वर्गाच्या सर्फॅक्टंटच्या मायसेलायझेशनबद्दल बोलणे अधिक योग्य आहे.
मायसेलायझेशन प्रत्येक सर्फॅक्टंटसाठी परिभाषित तापमान श्रेणीमध्ये होते, ज्यातील सर्वात महत्वाची वैशिष्ट्ये म्हणजे क्राफ्ट पॉइंट आणि क्लाउड पॉइंट. क्राफ्ट पॉइंट ही आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या मायसेलायझेशनची निम्न तापमान मर्यादा आहे, सहसा ती 283-293 के असते; क्राफ्ट पॉईंटच्या खाली असलेल्या तापमानात, मायसेल्सच्या निर्मितीसाठी सर्फॅक्टंट विद्राव्यता अपुरी असते. क्लाउड पॉईंट हा नॉन-आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या मायकेल निर्मितीची वरची तापमान मर्यादा आहे, त्याची नेहमीची मूल्ये 323-333 के आहेत; उच्च तापमानात, सर्फॅक्टंट-विलायक प्रणाली त्याची स्थिरता गमावते आणि दोन मॅक्रोफेसमध्ये विभक्त होते. उच्च तापमानात (388-503 के) आयनिक सर्फॅक्टंट्सचे मायसेल्स लहान सहयोगी-डायमर आणि ट्रायमर (तथाकथित डेमिसेलायझेशन) मध्ये विघटित होतात.
समाधानाच्या जवळजवळ कोणत्याही गुणधर्माचा अभ्यास करताना, त्यांच्या एकाग्रतेतील बदलानुसार सीएमसीचे निर्धारण केले जाऊ शकते. बहुतेकदा संशोधन प्रॅक्टिसमध्ये, सोल्यूशनच्या गढूळपणाचे अवलंबन वापरले जाते, पृष्ठभाग तणाव, विद्युत चालकता, प्रकाशाचा अपवर्तक निर्देशांक आणि द्रावणांच्या एकूण एकाग्रतेपासून चिकटपणा.
मायकेल निर्मितीची गंभीर एकाग्रता एकाग्रतेवरील सोल्यूशनच्या गुणधर्मांच्या अवलंबनाच्या वक्रांमधील ब्रेकशी संबंधित असलेल्या बिंदूद्वारे निर्धारित केली जाते. असे मानले जाते की सर्फॅक्टंट सोल्यूशनमध्ये सीएमसीपेक्षा कमी एकाग्रतेवर, केवळ रेणू उपस्थित असतात आणि कोणत्याही मालमत्तेचे अवलंबित्व रेणूंच्या एकाग्रतेद्वारे निश्चितपणे निर्धारित केले जाते. जेव्हा सोल्युशनमध्ये मायकेल्स तयार होतात, तेव्हा विरघळलेल्या कणांच्या आकारात अचानक वाढ झाल्यामुळे मालमत्तेत तीव्र बदल होतो. उदाहरणार्थ, आयनिक सर्फॅक्टंट्सचे आण्विक द्रावण मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्सचे वैशिष्ट्यपूर्ण विद्युत गुणधर्म प्रदर्शित करतात, तर मायसेलर द्रावण हे कमकुवत इलेक्ट्रोलाइट्सचे वैशिष्ट्य आहे. हे या वस्तुस्थितीतून प्रकट होते की सीएमसीच्या खाली एकाग्रतेवर आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या द्रावणातील समतुल्य विद्युत चालकता, सोल्यूशन एकाग्रतेच्या वर्गमूळावर अवलंबून, रेषीय असल्याचे दिसून येते, जे मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे आणि सीएमसी नंतर, त्याचे अवलंबन कमकुवत इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी वैशिष्ट्यपूर्ण असल्याचे दिसून येते.
तांदूळ. 2
- 1. स्टॅलेग्मोमेट्रिक पद्धत,किंवा थेंब मोजण्याची पद्धत, जरी चुकीची असली तरी, त्याच्या अपवादात्मक साधेपणामुळे, अजूनही प्रयोगशाळेच्या सरावात वापरली जाते. ठराविक द्रवपदार्थ बाहेर पडल्यावर आणि विशेष ट्रॅब स्टॅलेग्मोमीटरच्या केशिका उघडल्यानंतर बाहेर पडणाऱ्या थेंबांची मोजणी करून निर्धार केला जातो.
- 2. कंडक्टमेट्रिक पद्धत- अभ्यास केलेल्या सोल्यूशन्सच्या विद्युत चालकतेच्या अभ्यासावर आधारित ही एक विश्लेषण पद्धत आहे. डायरेक्ट कंडक्टमेट्री ही एक पद्धत म्हणून समजली जाते ज्याद्वारे इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रतेचा अभ्यास थेट केला जातो. ज्या सोल्यूशन्सची गुणात्मक रचना ज्ञात आहे त्यांची विद्युत चालकता मोजून निर्धार केले जातात.
- 3. विश्लेषणाची रेफ्रेक्टोमेट्रिक पद्धत(रीफ्रॅक्टोमेट्री) प्रणालीच्या रचनेवर प्रकाशाच्या अपवर्तक निर्देशांकाच्या अवलंबनावर आधारित आहे. हे अवलंबित्व अनेक मानक मिश्रणाच्या सोल्यूशन्ससाठी अपवर्तक निर्देशांक निर्धारित करून स्थापित केले जाते. रीफ्रॅक्टोमेट्री पद्धत बायनरी, टर्नरी आणि सोल्यूशनच्या विविध जटिल प्रणालींच्या परिमाणात्मक विश्लेषणासाठी वापरली जाते.
तांदूळ. 3 रिफ्रॅक्टोमीटर
वस्तुनिष्ठ : सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सच्या पृष्ठभागाच्या तणावाच्या एकाग्रतेच्या अवलंबनापासून मायकेल निर्मितीच्या गंभीर एकाग्रतेचे निर्धारण.
थोडक्यात सैद्धांतिक परिचय
सर्वात प्रभावी पृष्ठभाग-सक्रिय पदार्थ (सर्फॅक्टंट्स) मध्ये एम्फिफिलिक आण्विक रचना असते. या शब्दाचा अर्थ असा आहे की रेणूचा भाग पाणी आणि इतर ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्ससाठी उच्च आत्मीयता आहे, म्हणजे हायड्रोफिलिक आहे, तर त्याच रेणूचा दुसरा भाग नॉन-ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्ससाठी उच्च आत्मीयता आहे आणि लिपोफिलिक आहे. पाण्याच्या संदर्भात, लिपोफिलिसिटी हायड्रोफोबिसिटीच्या समतुल्य आहे. हायड्रोफोबिक भाग हा हायड्रोकार्बन रॅडिकल आहे, ज्यामध्ये 8 ते 20 कार्बन अणूंचा समावेश असणे आवश्यक आहे जेणेकरुन रेणूच्या पृष्ठभागावर खरोखर उच्च क्रियाकलाप असेल. हायड्रोफिलिक भाग हा ध्रुवीय गट आहे जो आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत आयनमध्ये विलग करण्यास सक्षम असतो किंवा नॉनिओनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत पृथक्करण करण्यास अक्षम असतो. बर्‍याचदा, सर्फॅक्टंट हा शब्द फक्त अशा रचना असलेल्या पदार्थांना सूचित करतो, जरी अधिक सामान्य व्याख्यासर्फॅक्टंट्स असे पदार्थ आहेत जे द्रावणाच्या पृष्ठभागावरील ताण कमी करतात, त्यांची रचना कोणती आहे आणि त्यांच्या साखळीमध्ये किती कार्बन अणू आहेत याची पर्वा न करता.
रेणूंची एम्फिफिलिक रचना अनेक अद्वितीय गुणधर्मांचे कारण आहे. सर्फॅक्टंट्स टप्प्याटप्प्याने कोणत्याही इंटरफेसवर सहजपणे शोषले जातात. या प्रकरणात, रेणूंचे हायड्रोफिलिक भाग अधिक ध्रुवीय टप्प्याकडे केंद्रित असतात, तर हायड्रोफोबिक साखळी नॉन-पोलर टप्प्यात असतात. शोषण सामान्यतः उलट करता येण्याजोगे असते आणि म्हणून रासायनिक समतोल द्वारे दर्शविले जाऊ शकते. सर्फॅक्टंट रेणूला A आणि सॉल्व्हेंट रेणू W म्हणून दर्शविल्यास, शोषण समतोल असे लिहिले जाऊ शकते:
A + W(adsorb.) A(adsorb.) + W (5.1)
जेथे (शोषण.) म्हणजे शोषण थरातील रेणूचे स्थान.
सोल्युशनच्या व्हॉल्यूममध्ये, फेज इंटरफेसची उपस्थिती किंवा अनुपस्थिती विचारात न घेता, सर्फॅक्टंट रेणू स्वतंत्र रेणूंच्या स्वरूपात असतात (म्हणजे आण्विकरित्या विखुरलेल्या अवस्थेत), परंतु ते कोलाइडल कण तयार करण्यासाठी देखील एकमेकांशी जोडू शकतात. आण्विकरित्या विखुरलेल्या सर्फॅक्टंटसह समतोल आहे. अशा कणांना मायसेल्स म्हणतात. जलीय द्रावणाच्या कमी आयनिक शक्तीवर, मायसेल्स गोलाकार आकाराचे असतात आणि त्यात सर्फॅक्टंट रेणू असतात, ज्याचे हायड्रोफिलिक गट मायसेलच्या पृष्ठभागावर स्थित असतात आणि द्रावकांच्या संपर्कात असतात आणि हायड्रोफोबिक साखळ्या आतमध्ये असतात. micelle आणि त्याचा गाभा बनवतो, हायड्रोफिलिक पृष्ठभागाद्वारे पाण्यापासून विलग होतो (चित्र 7.2 आणि 7.3 पहा). इतर लिपोफिलिक घटकांच्या अनुपस्थितीत, मायसेल्सचा आकार हायड्रोकार्बन रॅडिकलच्या लांबीनुसार निर्धारित केला जातो आणि दिलेल्या सर्फॅक्टंटसाठी ते तुलनेने लहान मर्यादेत चढ-उतार होऊ शकते. बहुतेक सर्फॅक्टंट्ससाठी, गोलाकार मायसेल्सची सरासरी त्रिज्या 1 ते 10 एनएम पर्यंत असते. मायकेल तयार करणार्‍या सर्फॅक्टंट रेणूंच्या संख्येला सामान्यतः मायसेलची एकत्रित संख्या म्हणून संबोधले जाते. ही संख्या बंद गोलाकार तयार करण्याच्या गरजेद्वारे निर्धारित केली जाते, ज्याच्या पृष्ठभागावर फक्त हायड्रोफिलिक गट असतात. बर्याच बाबतीत, ते 50 - 100 आहे.
मायसेल निर्मितीची प्रेरक शक्ती तथाकथित हायड्रोफोबिक संवाद आहे, जे ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्समध्ये सर्फॅक्टंट्स विरघळल्यावर दिसून येतात. विशेषतः, पाण्यात, विद्राव्य रेणू हायड्रोजन बंध वापरून एकमेकांशी संवाद साधतात. पाण्यामध्ये विस्तारित हायड्रोकार्बन रॅडिकल्स दिसल्यामुळे विद्राव्य रेणूंमधील सहकारी हायड्रोजन बाँडिंगमध्ये व्यत्यय येतो, जो ऊर्जावानपणे प्रतिकूल आहे, कारण हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सच्या विघटनाने त्याची भरपाई होत नाही. अशाप्रकारे, उर्जेच्या बाबतीत, हायड्रोफोबिक परस्परसंवाद मायकेलच्या गाभ्यामध्ये असलेल्या हायड्रोकार्बन साखळ्यांमधील परस्परसंवादाद्वारे इतके स्पष्ट केले जात नाहीत, तर ध्रुवीय द्रावक रेणूंच्या परस्परसंवादाच्या ऊर्जावान फायद्याद्वारे मायकेलच्या बाहेर स्पष्ट केले जातात. त्याचप्रमाणे, जेव्हा सर्फॅक्टंट नॉन-पोलर सॉल्व्हेंटमध्ये विरघळतो तेव्हा हायड्रोफिलिक परस्परसंवादाबद्दल बोलता येते, ज्याचे सार म्हणजे सर्फॅक्टंटच्या हायड्रोफिलिक गट आणि नॉनपोलर सॉल्व्हेंटचे रेणू यांच्यातील संपर्कांची ऊर्जा प्रतिकूलता. यामुळे तथाकथित रिव्हर्स मायसेल्स तयार होतात, ज्याचा गाभा सर्फॅक्टंट रेणूंच्या हायड्रोफिलिक गट आणि इतर ध्रुवीय रेणू (असल्यास) तयार होतो आणि बाह्य पृष्ठभाग लिपोफिलिक हायड्रोकार्बन साखळ्यांद्वारे तयार होतो.
Micellization द्रावणातील सर्फॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असते. दिलेल्या सर्फॅक्टंटसाठी, दिलेल्या तापमानात, एक विशिष्ट एकाग्रता असते, ज्याच्या खाली संपूर्ण सर्फॅक्टंट आण्विकरित्या विखुरलेल्या अवस्थेत असतो आणि ज्याच्या वर मायसेल्स तयार होतात जे आण्विकरित्या विखुरलेल्या सर्फॅक्टंटसह समतोल असतात. या एकाग्रतेला क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (CMC) म्हणतात. मायसेल्सचा आकार 1 nm पेक्षा जास्त असल्याने, CMC वरील एकाग्रतेसह सर्फॅक्टंट द्रावण कोलाइडल असतात. त्यांना सहसा लिओफिलिक कोलॉइड्सच्या वर्गात संबोधले जाते, म्हणजेच जे उत्स्फूर्तपणे तयार होतात आणि थर्मोडायनामिकली समतोल असतात.
मायसेलायझेशनचे दोन सिद्धांत आहेत. त्यापैकी एकामध्ये, ज्याला स्यूडोफेस सिद्धांत म्हणतात, मायसेल्स वेगळ्या टप्प्याचे कण मानले जातात, जे खूप उच्च विखुरलेले असूनही, मायसेल/सोल्यूशन इंटरफेसमध्ये अत्यंत कमी इंटरफेसियल तणावामुळे थर्मोडायनामिकली स्थिर असतात. Micellization नवीन टप्प्याची निर्मिती मानली जाते, तर CMC या टप्प्याची विद्राव्यता मानली जाते. सीएमसीच्या खाली असलेल्या एकाग्रतेवर, द्रावण असंतृप्त असतात; सीएमसीच्या बरोबरीच्या एकाग्रतेवर, ते संतृप्त असतात आणि सीएमसीच्या वरच्या एकाग्रतेवर, ते एक विषम प्रणाली आहेत ज्यामध्ये सीएमसीच्या समान आण्विक विखुरलेल्या सर्फॅक्टंटच्या एकाग्रतेसह संतृप्त द्रावण आणि दुसर्या टप्प्यातील कोलाइडल कण असतात, ज्यामध्ये सर्व सर्फॅक्टंट जास्त असतात. CMC च्या.
वैकल्पिक सिद्धांतामध्ये, ज्याला कधीकधी अर्ध-रासायनिक म्हटले जाते, सर्फॅक्टंट द्रावण एकसंध मानले जातात आणि मायसेलायझेशन फॉर्मच्या समतोलतेद्वारे स्पष्ट केले जाते.
nA An(5.2)
कुठे अ- एकत्रीकरण क्रमांकासह micelle n.
या प्रकारच्या समतोलांना रसायनशास्त्रात सहयोगी प्रतिक्रिया म्हणून ओळखले जाते. (या कारणास्तव, कोलोइडल सर्फॅक्टंट्सना "असोसिएटिव्ह कोलाइड" देखील म्हणतात). एक सुप्रसिद्ध उदाहरण म्हणजे एसिटिक ऍसिडचा संबंध
2CH 3 COOH (CH 3 COOH)2 (5.3)
जे एका रेणूच्या C–OH हायड्रॉक्सिल गट आणि दुसऱ्या रेणूच्या C=O हायड्रॉक्सी गटामध्ये मजबूत हायड्रोजन बंध तयार झाल्यामुळे उद्भवते. तथापि, यापैकी बहुतेक प्रतिक्रिया मायसेलायझेशनच्या विरूद्ध, 2 च्या एकत्रित संख्येद्वारे दर्शविल्या जातात, ज्यामध्ये n = 50-100.
हा सिद्धांत CMC चे अस्तित्व कसे स्पष्ट करतो हे समजून घेण्यासाठी, समतोल (5.2) च्या गणितीय पैलूचा विचार करणे आवश्यक आहे. क्रियाकलाप गुणांकांकडे दुर्लक्ष करून, या समतोलाचे स्थिरांकाने वर्णन केले जाऊ शकते:
जेथे कंस मोलर स्केलवरील समतोल एकाग्रता दर्शवतात. जर संपूर्ण सर्फॅक्टंट एकतर रेणूंच्या स्वरूपात असेल परंतु, किंवा micelles अ, द्रावणातील सर्फॅक्टंट्सची एकूण विश्लेषणात्मक एकाग्रता, पासून, बेरीज समान आहे
पासून = [ए] + n[अ] (5.5)
प्रति मायसेल्स एकूण सर्फॅक्टंट एकाग्रतेचा अंश विचारात घेणे सोयीचे आहे:
x = n[अ]/पासून(5.6)
मग समतोल सांद्रता असे लिहिता येईल
[अ] = xC/n, आणि [ ए] = (1–x) सी
ते जेथून पुढे येते
(5.7)
हे समीकरण विश्लेषणाच्या संदर्भात सोडवता येत नाही xउच्च पदवीमुळे n, परंतु ते C च्या संदर्भात सोडवले जाऊ शकते:
(5.8)
आणि गणना करा पासूनकोणत्याही मूल्यासाठी x. तांदूळ. 5.1 अ) साठी गणनाचे परिणाम दर्शविते nकाही अनियंत्रित समतोल स्थिरांकांसाठी = 2 आणि 100. तांदूळ. 5.1 b) कमी एकाग्रतेवर समान परिणाम दर्शविते. येथे पाहिले जाऊ शकते n= 2, A 2 dimers च्या रचनेतील A रेणूंचे प्रमाण वक्र वर दृश्यमान वैशिष्ट्यांशिवाय, एकूण एकाग्रता वाढीसह हळूहळू वाढते. n = 100 वर, एकत्रित A 100 कण ~0.09 mmol/L (9 × 10–5 mol/L) पेक्षा कमी एकाग्रतेवर व्यावहारिकदृष्ट्या अनुपस्थित असतात, परंतु 0.09 mmol/ च्या जवळ असलेल्या एका अरुंद एकाग्रता श्रेणीमध्ये दिसतात आणि त्यांची सामग्री वेगाने वाढते. एल. त्यानुसार, 1- चा वाटा xआण्विकरित्या विखुरलेला पदार्थ A कमी एकाग्रतेवर जवळजवळ 1 आहे, परंतु कमी होतो पासून> ~ 0.09 mmol/l, जेणेकरून त्याची पूर्ण एकाग्रता जवळजवळ स्थिर राहील (Fig. 5.1 c). ही गंभीर एकाग्रता, 0.09 mmol/L, दर्शवते हे प्रकरण"बिंदू" KKM.
CMC बिंदूची स्थिती n च्या एकत्रीकरणावर आणि समतोल स्थिरांकावर अवलंबून असते ला, सीएमसीच्या अस्तित्वाची वस्तुस्थिती असताना, म्हणजे, एकाग्रतेची एक अरुंद श्रेणी ज्यामध्ये प्रमाणामध्ये वेगाने वाढ होते. xएकत्रित पदार्थ, केवळ n च्या मोठ्या मूल्याचा परिणाम आहे. लहान असताना n,उदाहरणार्थ n= 2 (Fig. 5.1 a आणि b), कोणतीही गंभीर एकाग्रता नाही. साठी वक्र तुलना पासून n= 2 आणि 100 अंजीर मध्ये. 5.1 हे देखील स्पष्ट आहे की चांगल्या-परिभाषित CMC मूल्याच्या अस्तित्वासाठी, micelles कमी-अधिक प्रमाणात मोनोडिस्पर्स असणे आवश्यक आहे, कारण एकत्रित संख्यांचे विस्तृत वितरण हळूहळू वाढीस कारणीभूत ठरेल. xएकाग्रतेच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये.
हे लक्षात घेतले पाहिजे की मायसेल निर्मिती समतोल (5.2) सामान्यतः CMC मूल्याद्वारे दर्शविला जातो, समतोल स्थिरांक (5.4) द्वारे नाही. याची दोन कारणे आहेत. प्रथम, CMC प्रायोगिकरित्या जास्त अडचणीशिवाय आणि तुलनेने निर्धारित केले जाऊ शकते उच्च सुस्पष्टता, तर समतोल स्थिरांकासाठी लाआणि एकत्रीकरण संख्या nफक्त अंदाजे अंदाज शक्य आहेत. दुसरे, स्थिर वापरणे लासमीकरणांमध्ये (5.4, 5.7 आणि 5.8) n च्या उच्च शक्तींशी संबंधित समतोल एकाग्रतेची गणना करण्यात गणितीय अडचणींमुळे गैरसोयीचे.
विविध एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट्ससाठी, सीएमसी मूल्ये अंदाजे 10 ते 0.1 एमएमओएल/एल (10-2 ते 10-4 एमओएल/एल पर्यंत) एकाग्रता श्रेणीमध्ये आहेत. अचूक मूल्य सर्फॅक्टंटच्या स्वरूपावर आणि बाह्य परिस्थितीवर अवलंबून असते. विशेषतः, दिलेल्या हायड्रोफिलिक गटासह, सीएमसी खालीलप्रमाणे बदलते:
हायड्रोकार्बन रॅडिकलच्या वाढत्या लांबीसह कमी होते;
cationic surfactants (उदाहरणार्थ, cetyltrimethylammonium bromide चे CMC cetyltrimethylammonium fluoride च्या CMC पेक्षा खूपच लहान आहे);
हे अॅनिओनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत काउंटरिओनच्या त्रिज्यावर कमकुवतपणे अवलंबून असते, परंतु त्याच्या चार्जमध्ये वाढ झाल्यामुळे स्पष्टपणे कमी होते (उदाहरणार्थ, कॅल्शियम डोडेसिल सल्फेटमध्ये त्याच सोडियम मीठापेक्षा कमी सीएमसी असते);
आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत द्रावणाची आयनिक ताकद वाढल्याने कमी होते (उदाहरणार्थ, सर्फॅक्टंट सोल्युशनमध्ये NaCl किंवा तत्सम मीठ जोडताना).
सीएमसी कमी होत असलेल्या तापमानासह कमी होते; तथापि, प्रत्येक सर्फॅक्टंटसाठी, मायकेलची निर्मिती एका विशिष्ट तापमान श्रेणीद्वारे मर्यादित असते, ज्याच्या खाली (आयोनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत) किंवा त्यावरील (नॉनिओनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत) द्रावण दोन मॅक्रोस्कोपिकमध्ये विभक्त होते. टप्पे त्यापैकी एक आण्विकरित्या विखुरलेले द्रावण आहे ज्यामध्ये मायसेल्स नसतात आणि दुसरा सर्फॅक्टंटचा घन किंवा द्रव टप्पा आहे.
उपकरणे आणि मोजमाप पद्धती
सीएमसी निर्धारित करण्यासाठी प्रायोगिक पद्धती सीएमसी जवळील एकाग्रतेवर द्रावणाच्या गुणधर्मांच्या अवलंबित्वातील बदलावर आधारित आहेत. उदाहरणार्थ, जर काही गुणधर्म J चे वर्णन अवलंबनाने केले असेल ¦( पासून) च्या क्षेत्रात पासून < ККМ, то в области पासून> KKM याचे वर्णन दुसर्या अवलंबनाने केले पाहिजे, म्हणा J = j( पासून). एकाग्रता ज्यावर सर्वात स्पष्ट संक्रमण ¦( पासून) ते j( पासून), CMC म्हणून मानले जाते. अशा अवलंबनाची काही उदाहरणे अंजीर मध्ये एकत्रित केली आहेत. ५.२.
सीएमसी निश्चित करण्यासाठी थेट पद्धत म्हणजे एकाग्रतेचे कार्य (टर्बिडिमेट्रिक किंवा नेफेलोमेट्रिक मोजमाप) म्हणून द्रावणाची टर्बिडिटी मोजणे. कमी सांद्रता असलेल्या प्रदेशात ( पासून < ККМ) раствор является истинным, поэтому его мутность низкая и едва увеличивается с ростом концентрации. В области पासून> सीएमसी द्रावण कोलोइडल आहे, त्यामुळे या भागात वाढत्या एकाग्रतेसह त्याची टर्बिडिटी झपाट्याने वाढते. जर आपण एकाग्रतेवर टर्बिडिटीचे अवलंबन प्लॉट केले पासूनमध्यांतर मध्ये पासून CMC कव्हर, नंतर CMC जवळ या अवलंबित्वाच्या मार्गात बदल होईल.
सीएमसी शोधण्यासाठी ऑस्मोटिक दाब देखील वापरला जाऊ शकतो. जर आपण अर्धपारगम्य पडदा निवडला ज्यामधून सर्फॅक्टंट रेणू जातात, परंतु मायसेल्स जात नाहीत, तर झिल्लीच्या दोन्ही बाजूंचा दाब समान असेल, कारण आण्विकरित्या विखुरलेले सर्फॅक्टंट दोन्ही चेंबर्समध्ये मायकेल्ससह समतोल (5.2) मध्ये असेल. ऑस्मोमीटर जर तुम्ही योग्य पडदा निवडला - म्हणजे, जो मायसेल्स किंवा आण्विक विखुरलेल्या सर्फॅक्टंट्समधून जाऊ देत नाही, तर सर्फॅक्टंट द्रावणासह चेंबरमधील ऑस्मोटिक दाब वाढत्या एकाग्रतेसह वाढेल. : त्वरीत CMC पर्यंत, परंतु हळूहळू अधिक उच्च सांद्रता(आकृती 5.2 पहा). हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की मायसेल्सचे आण्विक वजन आण्विकरित्या विखुरलेल्या सर्फॅक्टंटपेक्षा बरेच जास्त असते आणि म्हणून त्यांचा ऑस्मोटिक दाबावर फारसा प्रभाव पडत नाही. या पद्धतीचा वापर तुलनेने लहान सर्फॅक्टंट रेणू टिकवून ठेवण्यास सक्षम असलेल्या अत्यंत दाट पडद्यासह कार्य करण्याची आवश्यकता मर्यादित आहे.
आयनिक सर्फॅक्टंट्सच्या बाबतीत, एक अधिक सामान्य पद्धत म्हणजे कंडक्टमेट्रिक मापन (विद्युत चालकतेचे मोजमाप). आयनिक आण्विकरित्या विखुरलेले सर्फॅक्टंट सामान्यतः एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट असते. म्हणून, वाढीसह पासूनच्या क्षेत्रात पासून< ККМ удельная проводимость растёт, а эквивалентная проводимость уменьшается, последняя в соответствии с законом квадратного корня l = l¥– AOS. च्या परिसरात पासून> CMC, वाढत्या एकाग्रतेसह, विशिष्ट चालकता अधिक हळूहळू वाढते आणि समतुल्य चालकता प्रदेशाच्या तुलनेत खूप वेगाने कमी होते. पासून < 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 पासून> द्रावणाच्या प्रति युनिट व्हॉल्यूमची CMC चालकता (विशिष्ट चालकता) ही सर्फॅक्टंट एकाग्रतेपासून जवळजवळ स्वतंत्र असते, कारण या प्रदेशात एकाग्रता [ ए] स्थिर आहे (चित्र 5.1 c), तर विरघळलेल्या सर्फॅक्टंटची प्रति मोल चालकता (समतुल्य चालकता) कमी होते, कारण अपूर्णांक 1– xआण्विकरित्या विखुरलेले सर्फॅक्टंट कमी होते.
दुसरी पद्धत म्हणजे आयन-निवडक इलेक्ट्रोड वापरून काउंटरिओन क्रियाकलापांचे पोटेंशियोमेट्रिक मापन. उदाहरणार्थ, पारंपारिक pH मीटरने पूर्ण केलेल्या Na + निवडक काचेच्या इलेक्ट्रोडचा वापर करून Na + counterions ची क्रिया सहजपणे मोजली जाऊ शकते. काउंटरन्सची क्रिया नेहमी वाढत्या सर्फॅक्टंट एकाग्रतेसह वाढते, तथापि, प्रदेशात पासून> CMC, काउंटरन्सचा काही भाग मायसेल्सच्या स्टर्न लेयरमध्ये राहतो या वस्तुस्थितीमुळे वक्रचा उतार कमी होतो. ही पद्धत अलिकडच्या वर्षांत (आयन-निवडक इलेक्ट्रोडच्या प्रसारासह) व्यापक बनली आहे कारण ती turbidimetric किंवा conductometric पद्धतींपेक्षा परदेशी अशुद्धतेच्या उपस्थितीसाठी कमी संवेदनशील आहे.
या कामात, सीएमसी सोल्यूशनच्या पृष्ठभागावरील ताणाच्या त्याच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असलेल्या डेटावरून निर्धारित केले जाते. पृष्ठभागावरील ताण शोषणाशी संबंधित आहे जीसुप्रसिद्ध गिब्स समीकरणानुसार. त्याच्या साध्या नोटेशन (3.6a) मध्ये, ते फक्त एक विरघळलेले घटक असलेल्या सोल्यूशन्ससाठी वैध आहे, तर डिफिलिक सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्समध्ये सामान्यतः दोन विरघळलेले घटक असतात - एक आण्विकरित्या विखुरलेले सर्फॅक्टंट आणि मायसेल्स. या कारणास्तव, पृष्ठभागाच्या तणावासाठी, अधिक सामान्य समीकरण 3.5a वापरणे आवश्यक आहे, जे या पेपरच्या नोटेशनमध्ये, खालीलप्रमाणे लिहिले जाऊ शकते:
एकाग्रतेच्या क्षेत्रात पासून < ККМ, концентрация мицелл равна нулю и [ए] = पासून.हे लक्षात घेऊन, (5.9) पासून आम्ही एकाग्रतेवर s चे खालील अवलंबन प्राप्त करतो
, (5.10)
कुठे s 0 हे शुद्ध दिवाळखोराचे पृष्ठभाग ताण आहे. या एकाग्रता श्रेणीतील गिब्स आणि लँगमुइर समीकरणांचे स्वरूप आहे
कुठे bहे समतोल स्थिरांक (5.1) आणि सॉल्व्हेंट (पाणी) च्या एकाग्रतेचे गुणोत्तर आहे.
एकाग्रतेच्या क्षेत्रात पासून³ सीएमसी, आण्विकरित्या विखुरलेल्या सर्फॅक्टंटची एकाग्रता अंदाजे स्थिर आणि सीएमसीच्या समान असते आणि मायसेल्सची एकाग्रता = आहे पासून- केकेएम. त्यामुळे टर्म डी ln[ए] समीकरण (5.9) मध्ये अंदाजे शून्य आहे. मग समीकरण (5.9) वरून ते खालीलप्रमाणे आहे:
(५.१०अ)
त्यामुळे अवलंबित्व sएकाग्रतेचे एकाग्रता श्रेणीतील भिन्न समीकरणांद्वारे वर्णन केले जाते पासून < ККМ и पासून³ KKM. ही समीकरणे (5.10 आणि 5.10a) शोषण मूल्यांमध्ये भिन्न आहेत जी एआणि . आण्विकरित्या विखुरलेल्या एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंटमध्ये असममित रासायनिक रचना असते - रेणूच्या एका टोकाला अणूंचा हायड्रोफिलिक समूह आणि दुसऱ्या बाजूला विस्तारित हायड्रोकार्बन रेडिकल. यामुळे, त्याचे शोषण जी एमहान आणि सकारात्मक. त्यामुळे परिसरात दि पासून < ККМ следует ожидать сильное уменьшениеsवाढत्या एकाग्रतेसह. Micelles एक सममितीय रासायनिक रचना आहे. त्यातील हायड्रोकार्बन साखळ्या केंद्रकांच्या आत वळलेल्या असतात आणि गोलाकार पृष्ठभाग हायड्रोफिलिक असतो. यामुळे, त्यांच्यासाठी थोडे नकारात्मक किंवा जवळपास-शून्य शोषण अपेक्षित केले जाऊ शकते. म्हणून, समीकरणानुसार (5.10a), s अंदाजे स्थिर किंवा किंचित वाढण्याची अपेक्षा केली जाऊ शकते कारण एकाग्रता CMC बिंदूच्या वर वाढते.
खरं तर, बहुतेक एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट्समध्ये, प्रदेशात एस मोठ्या प्रमाणात कमी होते पासून < ККМ и продолжает уменьшаться в областиपासून> CMC, परंतु C च्या तुलनेत खूपच कमी प्रमाणात< ККМ (см. рис. 5.2). Вероятно, это объясняется тем, что концентрация молекулярно-дисперсного ПАВ не совсем постоянна в области पासून> केकेएम. तथापि, सीएमसी अवलंबित्व प्लॉटमधून सहज शोधता येते sपासून पासूनएका अवलंबनातून संक्रमण ज्या एकाग्रतेवर दिसून येते sपासून पासूनदुसऱ्याला.
या कामात, पृष्ठभागावरील ताण मोजण्यासाठी स्टॅलेग्मोमेट्रिक पद्धत वापरली जाते. स्टॅलाग्मोमीटर ही एक उभी केशिका ट्यूब आहे जी वैयक्तिक थेंबांच्या स्वरूपात द्रवाच्या संथ नियंत्रित प्रवाहासाठी वापरली जाते. Tait समीकरणानुसार (1863), ड्रॉप वजन ( मिग्रॅ) नळीच्या टोकापासून बाहेर येणे नळीच्या बाह्य परिघाच्या लांबीच्या प्रमाणात असते 2p आरआणि पृष्ठभागावरील ताण s:
मिग्रॅ= 2p रु(5.11)
कुठे आरट्यूबची बाह्य त्रिज्या आहे. हे समीकरण या गृहितकावर आधारित आहे की पृष्ठभागावरील तणावाच्या शक्तींवर मात करण्यासाठी पुरेसे गंभीर वजन गाठल्यानंतर, संपूर्ण बाहेर पडणारा थेंब पूर्णपणे तुटतो आणि ट्यूबचे टोक "कोरडे" राहते. खरं तर, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. 5.3, जेव्हा गंभीर वजन गाठले जाते, तेव्हा थेंब एक दंडगोलाकार मानेच्या निर्मितीसह वाढविला जातो, ज्याच्या बाजूने तो तुटतो. परिणामी, बाहेर पडलेल्या थेंबाचा फक्त एक भाग तुटतो आणि एक भाग ट्यूबच्या टोकावर लटकत राहतो. ड्रॉपचा उर्वरित भाग विचारात घेण्यासाठी, सुधारणा घटक सादर करणे आवश्यक आहे वाय
मिग्रॅ= 2p रु×Y, (5.11अ)
जे त्रिज्या वर अवलंबून आहे आरआणि ड्रॉपच्या व्हॉल्यूमचे घनमूळ वि:
वाय= ¦ (5.12)
हे कार्य प्रायोगिक आहे आणि टेबल किंवा आलेखाच्या स्वरूपात सेट केले आहे (चित्र 5.4).
स्टॅलेग्मोमेट्रिक पद्धतीमध्ये, थेंबांचे वजन अप्रत्यक्षपणे निर्धारित केले जाते, थेंब n ची संख्या मोजून, ज्यासाठी चाचणी द्रवाचा एक विशिष्ट खंड केशिकामधून बाहेर पडतो. या उद्देशासाठी, केशिका ट्यूबमध्ये एक विस्तार आहे जो द्रव (आकृती 5.3 मध्ये दर्शविला नाही) साठी जलाशय म्हणून काम करतो. द्रव नलिकामध्ये प्रसरणाच्या वर स्थित असलेल्या वरच्या चिन्हापर्यंत उचलला जातो आणि मेनिस्कस विस्फारण्याच्या खाली असलेल्या खालच्या चिन्हापर्यंत खाली येईपर्यंत निचरा होऊ दिला जातो. थेंबांची संख्या मोजली जाते. n. जर गळती झालेल्या द्रवाची एकूण मात्रा असेल व्ही, नंतर सरासरी खंड विआणि सरासरी वजन मिग्रॅथेंब सूत्रे वापरून मोजले जाऊ शकतात
v = V/n(5.13)
mg = v×r×g(5.14)
कुठे आरद्रवाची घनता आहे. (5.14) आणि (5.11a) एकत्र केल्यास पृष्ठभागावरील ताणासाठी कार्यरत अभिव्यक्ती शोधता येते
खंड व्ही, समीकरण (5.13) नुसार गणनेसाठी आवश्यक, स्वतंत्र कॅलिब्रेशन मापनांमध्ये आहे आणि दिलेल्या स्टॅलेग्मोमीटरसाठी स्थिर आहे. तथापि, स्टॅलेग्मोमीटरच्या टोकाची त्रिज्या वेळोवेळी निर्धारित करणे आवश्यक आहे ·. ज्याच्या पृष्ठभागावरील ताण आणि घनता चांगल्या अचूकतेने ज्ञात आहे अशा द्रवावर प्रयोग करून हे केले जाऊ शकते. त्रिज्या आरसमीकरणानुसार गणना केली जाते:
ज्यामध्ये अनुक्रमणिका शून्य या पॅरामीटरचे अंशांकन द्रव (या कामात, पाण्याचे) गुणोत्तर दर्शवते. गुणांक पासून वायया समीकरणात इच्छित त्रिज्याचे कार्य आहे आर, सारणीमध्ये वर्णन केलेल्या चक्रीय अल्गोरिदमच्या अनुषंगाने लागोपाठ अंदाजानुसार गणना केली जावी. ५.१. लूप संपुष्टात आणला जातो जेव्हा दोन लागोपाठ अंदाजांमधील फरक आरकाही स्वीकार्य त्रुटीच्या बरोबरीने किंवा कमी होते. शेवटचा अंदाज (उदा. आर""") इच्छित त्रिज्या म्हणून घेतले जाते आरआणि पुढे अभ्यास केलेल्या सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सच्या पृष्ठभागावरील ताणाची गणना करण्यासाठी वापरली जातात.
समीकरण (5.11a) लागू होण्यासाठी, विलग होण्याच्या क्षणी केशिका नळीच्या टोकापासून विलग झालेल्या द्रवाचा एक थेंब त्याच्या बाष्पाच्या समतोल स्थितीत असणे आवश्यक आहे. वातावरण. यासाठी प्रायोगिक सेटअपची दोन वैशिष्ट्ये महत्त्वाची आहेत. प्रथम, स्टॅलेग्मोमीटरचा शेवट तपासल्या जाणार्या द्रवाच्या संतृप्त किंवा जवळ-संतृप्त वाष्पांच्या वातावरणात असणे आवश्यक आहे. रिसीव्हरमधील संबंधित द्रवाच्या पृष्ठभागाच्या वर शक्य तितक्या कमी करून हे प्राप्त केले जाते. सर्वात अचूक मोजमापांमध्ये, अंजीर मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, स्टेलाग्मोमीटरसाठी अरुंद छिद्र असलेल्या कव्हरद्वारे द्रव रिसीव्हर आसपासच्या वातावरणापासून वेगळे केले जाते. 5.3, आणि द्रव पृष्ठभागाच्या वर संपृक्तता वाष्प दाब स्थापित होईपर्यंत विशिष्ट तापमानात थर्मोस्टेड केले जाते. तथापि, ड्रॉप/वाष्प समतोल सुनिश्चित करण्यासाठी हे पुरेसे नाही, कारण रिसीव्हरमधील द्रवाची पृष्ठभाग सपाट असते, तर ट्यूबमधून बाहेर पडणाऱ्या थेंबाची पृष्ठभाग वक्र असते. केल्विन समीकरणावरून ओळखले जाते, बाष्प दाब आरवक्र द्रव पृष्ठभागावर सपाट पृष्ठभागावरील बाष्प दाबापेक्षा काहीसे वेगळे असते आर¥: आर =
कुठे v मीद्रवाचे मोलर व्हॉल्यूम आहे, आरही पृष्ठभागाच्या वक्रतेची त्रिज्या आहे, जी गोलाकार ड्रॉपच्या बाबतीत चेंडूच्या त्रिज्याएवढी असते. म्हणून, ड्रॉपच्या संदर्भात समतोल असलेल्या बाष्पाचा दाब हा रिसीव्हरमधील द्रवाच्या सपाट पृष्ठभागाच्या संदर्भात समतोल स्थितीत असलेल्या दाबापेक्षा काहीसा वेगळा असतो. ड्रॉप/वाष्प समतोल अधिक अचूकपणे स्थापित करण्यासाठी, ट्यूबच्या शेवटी ड्रॉप तयार होण्याचा दर शक्य तितका कमी असावा. हे करण्यासाठी, केशिकाचा आतील व्यास खूप लहान असणे आवश्यक आहे. सर्वात अचूक मोजमापांमध्ये, प्रत्येक थेंब तयार होण्याचा दर अतिरिक्तपणे स्टॅलेग्मोमीटरच्या वरच्या टोकाला रबर किंवा इतर लवचिक ट्यूब टाकून नियंत्रित केला जातो जे हवेच्या प्रवेशाचे नियमन करते (मेटल क्लॅम्प, ग्लास टॅप इ.). या उपकरणासह, ड्रॉपला व्हॉल्यूमनुसार अंदाजे 80% तयार करण्याची परवानगी दिली जाते, त्यानंतर हवेचा प्रवेश अवरोधित केला जातो आणि स्टॅलेग्मोमीटरच्या शेवटी काही मिनिटे लटकण्यास भाग पाडले जाते, त्यानंतर हवेचा प्रवेश उघडला जातो आणि ड्रॉपला परवानगी दिली जाते. पूर्णपणे तयार होणे आणि बाहेर पडणे.
कामाचा क्रम
1. सोडियम ओलिट C 17 H 33 COONa च्या प्रारंभिक जलीय द्रावणापासून 1.00 g/l आणि डिस्टिल्ड वॉटर ~ 0.1 mmol/l पर्यंत कमीत कमी एकाग्रतेसह किमान सहा पातळ पदार्थ तयार केले जातात. उदाहरणार्थ, खालील योजना वापरल्या जाऊ शकतात:
प्रथम आपण हे सुनिश्चित करणे आवश्यक आहे की द्रावणांचे तापमान 1 डिग्री सेल्सियसच्या आत समान आहे. उपायांचे तापमान ट, तसेच स्टॅलेग्मोमीटरची मात्रा व्हीप्रयोगशाळेच्या जर्नलमध्ये नोंदवले जातात. (शिक्षक किंवा प्रयोगशाळा सहाय्यकाने अन्यथा निर्दिष्ट केल्याशिवाय, खंड व्ही 1.103 सेमी घेतले पाहिजे 3)
2. पुढील द्रावणातील सुमारे 10 मिली एका भांड्यात (काच किंवा फ्लास्क) ओतले जाते, जे स्टॅलेग्मोमीटरमधून वाहणारे द्रव प्राप्त करणारे म्हणून काम करते आणि स्टॅलेग्मोमीटर त्यात खाली केले जाते जेणेकरून त्याची खालची टीप फक्त थोडी वर असेल. द्रव पातळी आणि जहाजाच्या कडांच्या खाली. द्रावणाच्या पृष्ठभागाच्या वर अंदाजे द्रव / वाष्प समतोल स्थापित करण्यासाठी 5-10 मिनिटांसाठी या फॉर्ममध्ये स्थापना सोडा.
3. रिसीव्हर वाढवणे जेणेकरून स्टॅलेग्मोमीटरची टीप चाचणी द्रावणात बुडविली जाईल, बल्ब किंवा व्हॅक्यूम पंप वापरून वरच्या चिन्हाच्या वर असलेल्या द्रावणाने स्टॅलेग्मोमीटर भरा. नाशपाती (किंवा पंप) डिस्कनेक्ट करा आणि रिसीव्हर कमी करा. जेव्हा द्रव मेनिस्कस वरच्या चिन्हावर पोहोचतो, तेव्हा थेंबांची संख्या मोजणे सुरू होते आणि जेव्हा द्रव मेनिस्कस खालच्या चिन्हावर पोहोचते तेव्हा थांबते. थेंबांची संख्या nलिहा.
द्रव प्रवाह दर प्रति मिनिट 1 ड्रॉप पेक्षा जास्त नसावा. वेग जास्त असल्यास, केशिका ट्यूबच्या वरच्या टोकापर्यंत हवेचा प्रवेश वेळोवेळी बंद करून आणि मॅन्युअली उघडून त्याचे नियमन केले जाते.
4. मोजमाप डिस्टिल्ड वॉटरपासून सुरू होते आणि सर्फॅक्टंट एकाग्रता वाढवण्याच्या क्रमाने चालू राहते, परिच्छेदांनुसार त्यांची पुनरावृत्ती होते. प्रत्येक सोल्यूशनसाठी 2 आणि 3 कमीतकमी तीन वेळा.
परिणामांची प्रक्रिया आणि सादरीकरण
1. थेंबांची संख्या मोजण्याचे परिणाम nप्रत्येक सोल्यूशनसाठी, टेबलमध्ये प्रविष्ट करा (टेबल पहा. 5.2) आणि थेंबांच्या सरासरी संख्येची गणना करा.
2. सरासरी व्हॉल्यूमची गणना करा विपाण्याचे 0 थेंब ( सह= 0) समीकरण 5.13 नुसार, थेंबांची सरासरी संख्या वापरून. पुढे त्रिज्या मोजा आरटेबलमध्ये दिलेल्या अल्गोरिदमनुसार स्टॅलेग्मोमीटर. ५.१. मूल्ये s 0 आणि आरगुणांक मोजण्यासाठी 0 आवश्यक आहे एटी, टेबलमधील डेटा इंटरपोलेट करून शोधले पाहिजे. वास्तविक मापन तापमानासाठी परिशिष्ट 4 मध्ये P4.2. क्रमिक अंदाजे मध्यवर्ती गणना वायआणि आरवेगळ्या टेबलमध्ये ठेवणे सोयीचे आहे (टेबल 5.3). मूल्ये वायअंजीर वर दिलेल्या साठी शोधा. ५.४. लागोपाठ अंदाजे होईपर्यंत गणना चालू राहते आर ii आर i-1 विसंगतीच्या प्रमाणात फरक होणार नाही e= 0.5% पेक्षा कमी. या अचूकतेपर्यंत पोहोचल्यानंतर, गणना थांबविली जाते आणि अंतिम अंदाजे R हे अंतिम मूल्य म्हणून घेतले जाते.
3. प्रत्येक सर्फॅक्टंट सोल्यूशन आणि संबंधित गुणोत्तरांसाठी समीकरण 5.13 नुसार सरासरी ड्रॉप व्हॉल्यूमची गणना करा. ही मूल्ये वेगळ्या सारणीमध्ये रेकॉर्ड केली जावीत (तक्ता 5.4 पहा). अंजीर मध्ये आढळले. 5.4 शक्यता वायगणना केलेल्या मूल्यांसाठी. प्राप्त मूल्यांच्या मदतीने विआणि वायपृष्ठभागाच्या तणावाची गणना करा sसमीकरण 5.15 नुसार. घनतेबाबत आरसमीकरण 5.15 मध्ये समाविष्ट केलेल्या सर्फॅक्टंट्सचे समाधान, हे लक्षात घेतले पाहिजे की 0.1 g/l पेक्षा कमी एकाग्रतेवर, ते दिलेल्या तापमानावरील पाण्याच्या घनतेइतकेच असते (परिशिष्ट 4, तक्ता A4.3)
4. अवलंबित्व आलेख तयार करा sएकाग्रता पासून. मोलर एकाग्रता वापरली पाहिजे, कारण या प्रमाणात वेगवेगळ्या सर्फॅक्टंट्सच्या सीएमसी मूल्यांची तुलना करण्याची प्रथा आहे. सामान्यतः, आलेखाला CMC (Fig. 5.5) वर ब्रेक किंवा बेंड पॉईंट असतो, जे अधिक स्पष्टपणे दृश्यमान होते जेव्हा एकाग्रतेचा लॉगरिदम अॅब्सिसाच्या बाजूने व्हेरिएबल म्हणून प्लॉट केला जातो. तथापि, परिणामी वक्रातील ब्रेक पुरेसे स्पष्ट नसल्यास, अंजीरमध्ये दर्शविलेली ग्राफिकल पद्धत. 5.5: वक्र वर दोन अंदाजे रेखीय विभाग शोधा आणि त्यांना स्पर्शिका तयार करा, ज्याच्या छेदनबिंदूचा abscissa CMC चे इच्छित मूल्य दर्शवितो (CMC चे लॉगरिथम, लॉगरिदमिक स्केल वापरल्यास).
5. कामातून निष्कर्ष म्हणून, मोलर आणि वजन (g/l) एकाग्रतेच्या स्केलमध्ये CMC चे मूल्य दर्शवा.
चाचणी प्रश्न
1. रेणूंची द्विभाजकता काय म्हणतात? एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट्सचे वर्गीकरण कसे केले जाते?
2. इतर पदार्थांच्या द्रावणांच्या तुलनेत एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्समध्ये कोणते विशेष गुणधर्म आहेत?
3. गंभीर मायसेल एकाग्रता काय म्हणतात?
4. मायसेलायझेशनमागील प्रेरक शक्ती काय आहे?
5. CMC चे सैद्धांतिक स्पष्टीकरण काय आहेत?
6. बहुतेक कोलाइडल सर्फॅक्टंट्सचे CMC मूल्य काय आहे? त्यावर कोणते घटक परिणाम करतात?
7. CMC निश्चित करण्यासाठी कोणत्या प्रायोगिक पद्धती वापरल्या जातात?
8. एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट सोल्यूशनची विद्युत चालकता एकाग्रतेवर कशी अवलंबून असते? हे अवलंबित्व सामान्य इलेक्ट्रोलाइट्ससाठी ओळखले जाते त्यापेक्षा वेगळे आहे का?
9. एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सच्या पृष्ठभागावरील ताण एकाग्रतेवर कसा अवलंबून असतो? हे अवलंबित्व सामान्य सर्फॅक्टंट्सपेक्षा वेगळे कसे आहे, उदाहरणार्थ, ब्यूटाइल अल्कोहोलच्या जलीय द्रावणासाठी?
10. स्टॅलेग्मोमीटर काय म्हणतात? पृष्ठभाग तणावाच्या स्टॅलेग्मोमेट्रिक निर्धाराच्या तत्त्वाचे वर्णन करा.
11. स्टॅलेग्मोमीटरच्या टोकावरून येणाऱ्या थेंबाचे वजन काय ठरवते?
12. स्टॅलेग्मोमेट्रिक पद्धतीने s ठरवण्याची अचूकता काय ठरवते? योग्य परिणाम मिळविण्यासाठी या पद्धतीमध्ये काय महत्वाचे आहे?
13. CMC वरील सर्फॅक्टंट सांद्रता वाढल्याने पृष्ठभागावरील ताण का बदलत नाही?
14. s च्या स्टॅलेग्मोमेट्रिक मापन पद्धतीमध्ये केशिकाचा आतील व्यास कोणती भूमिका बजावतो? स्टॅलेग्मोमीटर ट्यूबच्या टोकावरून पडणाऱ्या थेंबाच्या वजनावर त्याचा परिणाम होतो का?
15. सीएमसीच्या खाली आणि सीएमसीच्या वरच्या एकाग्रता श्रेणींमध्ये सर्फॅक्टंट्सच्या शोषणासाठी लँगमुइर समीकरणाचे स्वरूप काय आहे?
साहित्य
झिमोन ए.डी., बालाकिरेव ए.ए., देखत्यारेन्को एनजी, बाबक व्ही.जी., अक्सेनोव्ह व्ही.एन. कोलाइडल रसायनशास्त्र. प्रयोगशाळा सराव. भाग 1. M: VZIPP 1986, लॅब. काम 5.
बर्थोड ए. फिजिको-चिमिक्स डेस मिलिएक्स डिस्पर्सेस, मायसेल्स, इमल्शन आणि मायक्रोइमुलेशन्सची रचना करते. जर्नल डी चिमी फिजिक 1983, खंड. 80, पी. 407-424 (KKM बद्दल).
अॅडमसन ए. पृष्ठभागांचे भौतिक रसायनशास्त्र. (इंग्रजीमधून अनुवादित) एम: मीर 1979, अध्याय 1 (s च्या व्याख्येबद्दल), अध्याय 11 (KKM बद्दल).
डिकिन्सन ई., स्टॅन्सबी जी. अन्नातील कोलॉइड्स. एल: अप्लाइड सायन्स 1982, धडा 4 (सीसीएम वर).
मेलविन-ह्युजेस ई.ए. भौतिक रसायनशास्त्र. खंड 2. (इंग्रजीतून अनुवादित) M: Izdatinlit 1962, Chapter 19 (s च्या व्याख्येवर).
Micelles, पडदा, microemulsions, आणि monolayers. (एड. डब्ल्यू.एम. गेलबार्ट, ए. बेन-शॉल, डी. रौक्स) एनवाय.: स्प्रिंगर-वेर्लाग, 1994, धडा 1 (आकृती 5.2)
Harkins W.D., Brown F.E. पृष्ठभागाच्या तणावाचे निर्धारण (मुक्त पृष्ठभागाची ऊर्जा), आणि घसरण्याचे वजन. अमेरिकन केमिकल सोसायटीचे जर्नल 1919, खंड. ४१, ४९९-५२४ (चित्र ५.४ साठी प्रायोगिक गुण)
बोव्हकुन ओ.पी., मार्किना झेडएन., ग्राकोवा टी.एस. डायऑक्सेन, मिथाइल अल्कोहोल आणि इथिलीन ग्लायकोलच्या समावेशासह साबणांच्या जलीय द्रावणांच्या गंभीर मायकेल एकाग्रतेचे निर्धारण. कोलॉइड मासिक 1970, खंड 32, 327-332 (चित्र 5.5 साठी प्रायोगिक गुण)
तांदूळ. 5.1 (a, b) समतोल स्थिरांकांच्या काही अनियंत्रित मूल्यांसाठी संबंधित रेणू (x, एका युनिटच्या अपूर्णांकांमध्ये) आणि गैर-संबंधित रेणू (1–x) यांच्यात विद्राव्यांचे वितरण. (mM - mmol/l) (c) n = 100 वर C च्या एकूण एकाग्रतेवर संबंधित आणि गैर-संबंधित सर्फॅक्टंट रेणूंच्या संपूर्ण एकाग्रतेचे अवलंबन.
तांदूळ. 5.2 सीएमसी जवळ ठराविक सर्फॅक्टंट (सोडियम डोडेसिल सल्फेट) च्या एकाग्रतेवर J च्या काही गुणधर्मांचे अवलंबन
तांदूळ. 5.3 केशिका ट्यूबच्या टोकापासून वाहणाऱ्या थेंबचे योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व. टीप द्रवाच्या पृष्ठभागाच्या वर एका काचेच्या रिसीव्हरमध्ये असते, जी ट्यूबमधून थेंब पडण्यापूर्वी काही काळ ओतली जाते.
तांदूळ. 5.4 गुणोत्तराचे कार्य म्हणून Y सुधारणा घटक. > ०.३ वर, अंजीर (अ) वापरावे, येथे< 0.3 – рис. (б)
तांदूळ. 5.5 (नमुना) सीएमसी समाविष्ट असलेल्या एकाग्रता श्रेणीवर पृष्ठभागावरील तणावात बदल. ग्राफिक बांधकामांचे घटक दर्शविले आहेत, जे या बिंदूच्या अधिक विश्वासार्ह निर्धारासाठी उपयुक्त ठरू शकतात.
स्टॅलेग्मोमीटरच्या टोकाचा बाह्य घेर अतिशय गुळगुळीत असावा. म्हणून, ते नियतकालिक पीसण्याच्या अधीन आहे.
हे देखील वाचा:
|
सर्फॅक्टंट रेणूंची विशेष एम्फिफिलिक रचना गार्टले यांनी यशस्वीरित्या दर्शविली होती, जो "विभाजित व्यक्तिमत्व" म्हणून मायसेलर सोल्यूशन्सचा अभ्यास करणाऱ्या पहिल्यांपैकी एक होता. हे सर्फॅक्टंट रेणूंचे अ‍ॅम्फिफिलिक स्वरूप आहे ज्यामुळे त्यांची प्रवृत्ती टप्प्याच्या सीमेवर जमा होते, हायड्रोफिलिक भाग पाण्यात बुडवतो आणि हायड्रोफोबिक भाग पाण्यापासून वेगळा करतो. ही प्रवृत्ती त्यांच्या पृष्ठभागाची क्रिया ठरवते, म्हणजे. पाणी-हवा किंवा पाणी-तेल इंटरफेसमध्ये शोषून घेण्याची क्षमता, हायड्रोफोबिक बॉडीची पृष्ठभाग ओले करण्याची, साबण फिल्म किंवा लिपिड झिल्ली यांसारखी रचना तयार करण्याची क्षमता.
रेणूंच्या विषमतेत वाढ झाल्यामुळे (हायड्रोफोबिक भागाचा विस्तार), त्यांची पृष्ठभागाची क्रिया वाढते - ट्रॅबचा नियम. हे समाधानामध्ये त्यांचे विशेष वर्तन वाढवते.
लाँग-चेन सर्फॅक्टंट्स (साखळीतील कार्बन अणूंची संख्या n c = 10 - 20), जे हायड्रोफोबिक आणि हायड्रोफिलिक गुणधर्मांच्या इष्टतम संतुलनाद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, जे द्रावणांमध्ये विशेष गुणधर्मखूप स्वारस्य आहेत. कमी सांद्रता असलेले हे सर्फॅक्टंट खरे द्रावण तयार करतात, वैयक्तिक रेणूंमध्ये (आयन) विखुरले जातात. द्रावणातील सर्फॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेत वाढ झाल्यामुळे, रेणूंच्या गुणधर्मांच्या द्वैततेमुळे, द्रावणात त्यांचा स्व-संबंध निर्माण होतो, परिणामी मायकेल्स तयार होतात. मिकेल हा शब्द मॅकबेनने 1913 मध्ये आणला होता.
मायसेल्स हे सोल्युशनमधील सर्फॅक्टंट एकाग्रतेवर मोनोमर्सच्या एकमेकांना सहकारी बंधनकारक असताना तयार झालेले एकत्रित आहेत, ज्याची मूल्ये क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (CMC) नावाच्या अरुंद श्रेणीपेक्षा जास्त आहेत.
जेव्हा ध्रुवीय विद्राव (पाण्यात) सर्फॅक्टंट द्रावणात CMC पोहोचते, तेव्हा सर्फॅक्टंट रेणूंच्या हायड्रोकार्बन साखळ्या हायड्रोफोबिक परस्परसंवादामुळे हायड्रोकार्बन कोरमध्ये एकत्र होतात आणि जलीय अवस्थेला तोंड देणारे हायड्रेटेड ध्रुवीय गट हायड्रोफिलिक शेल तयार करतात. Micelles रेणू (आयन) सह थर्मोडायनामिक समतोल मध्ये आहेत.
सीएमसी निर्धारित करण्याच्या पद्धती प्रायोगिकरित्या प्राप्त केलेल्या अवलंबनाच्या विश्लेषणावर आधारित आहेत. भौतिक मालमत्तासर्फॅक्टंट एकाग्रतेवर उपाय, कारण सीएमसीच्या क्षेत्रामध्ये मायसेलर सर्फॅक्टंट सोल्यूशनच्या अनेक गुणधर्मांमध्ये तीव्र बदल होतो. बहुतेक वेळा व्यवहारात, सोल्यूशन्सची टर्बिडिटी (t) किंवा ऑप्टिकल घनता, पृष्ठभागावरील ताण (s), विद्युत चालकता (χ), प्रकाश अपवर्तक निर्देशांक (n), प्रसार (D), स्निग्धता (h), ऑस्मोटिक दाब यावर अवलंबून असते. (p) surfactant सांद्रता वर. सीएमसी सर्फॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेवर सोल्यूशनच्या गुणधर्मांच्या अवलंबनाच्या वक्रांमधील ब्रेकशी संबंधित बिंदूद्वारे निर्धारित केले जाते. लॉग केलेल्या अवलंबनांची विशिष्ट उदाहरणे आकृती 1 मध्ये दर्शविली आहेत.
आकृती 11 - सर्फॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेवर प्रणालीच्या गुणधर्मांचे अवलंबन
सध्या, सीएमसी निर्धारित करण्यासाठी शंभरहून अधिक विविध पद्धती ज्ञात आहेत, त्यापैकी काही उपायांची रचना, मायसेल्सचा आकार आणि आकार आणि इतर गुणधर्मांबद्दल माहिती देखील प्रदान करतात. सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणार्या पद्धतींचा विचार करा.
सीएमसी निश्चित करण्यासाठी कंडक्टमेट्रिक पद्धतीमध्ये आयनिक सर्फॅक्टंटच्या एकाग्रतेवर अवलंबून द्रावणाची विशिष्ट विद्युत चालकता बदलणे समाविष्ट असते.
पृष्ठभाग तणावाच्या मोजमापानुसार सीएमसी निर्धारित करण्याची पद्धत व्यापक बनली आहे.
CMC निर्धारित करण्यासाठी व्हिस्कोमेट्रिक पद्धत सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सच्या एकाग्रतेवर कमी झालेल्या चिकटपणाचे अवलंबन वापरते. ही पद्धत nonionic surfactants साठी सोयीस्कर आहे.
लाइट स्कॅटरिंगद्वारे सीएमसी शोधणे हे कणांद्वारे प्रकाश विखुरण्याच्या तीव्र वाढ आणि सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्समध्ये मायसेल्सच्या निर्मिती दरम्यान प्रणालीच्या टर्बिडिटीवर आधारित आहे. तसेच, ही पद्धत तुम्हाला मायसेलर वस्तुमान (मायसेल बनवणाऱ्या रेणूंच्या आण्विक वस्तुमानांची बेरीज) आणि एकत्रित संख्या (मायसेलमधील रेणूंची संख्या) आणि त्यांचे स्वरूप निर्धारित करण्यास अनुमती देते.
डिफ्यूजनद्वारे सीएमसीचे निर्धारण प्रसरण गुणांक (डी) मोजून केले जाते, जे द्रावणातील मायसेल्सच्या आकाराशी आणि त्यांच्या आकार आणि हायड्रेशनशी संबंधित असतात. सामान्यतः, द्रावणांच्या सौम्यतेवर D च्या अवलंबनाच्या दोन रेखीय विभागांच्या छेदनबिंदूवर CMC मूल्य आढळते. डिफ्यूजन मॉनिटरिंग सहसा सोल्यूशन्समध्ये अतिरिक्त घटक सादर केले जाते तेव्हा केले जाते - एक मायसेल लेबल, जे अलीकडील काळकिरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा वापर करा जे मायसेलर समतोल बदलत नाहीत.
रेफ्रॅक्टोमेट्रिक पद्धतीद्वारे सीएमसीचे निर्धारण मायसेल निर्मिती दरम्यान सर्फॅक्टंट सोल्यूशनच्या अपवर्तक निर्देशांकातील बदलावर आधारित आहे. ही पद्धत सोयीस्कर आहे कारण त्यास अतिरिक्त घटकांचा परिचय आवश्यक नाही.
अल्ट्राकॉस्टिक पद्धतीद्वारे सीएमसीचे निर्धारण मायकेल्सच्या निर्मिती दरम्यान द्रावणाद्वारे अल्ट्रासाऊंडच्या मार्गाच्या स्वरूपातील बदलावर आधारित आहे. आयनिक सर्फॅक्टंट्सचा अभ्यास करताना, ही पद्धत अगदी सौम्य सोल्यूशन्ससाठी (कमी CMC मूल्यांसह) सोयीस्कर आहे; नॉनिओनिक पदार्थांसह प्रणाली या पद्धतीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत करणे अधिक कठीण आहे.
P. A. रिबाइंडरच्या वर्गीकरणानुसार, त्यांच्या निर्मितीच्या यंत्रणेवर अवलंबून असलेल्या सर्व विखुरलेल्या प्रणाली, लायफिलिकमध्ये विभागल्या जातात, ज्या एका टप्प्याच्या उत्स्फूर्त फैलावने (विषम मुक्त-विखुरलेल्या प्रणालीची उत्स्फूर्त निर्मिती) आणि लायफोबिकमध्ये विभागली जातात. , सुपरसॅच्युरेशनसह फैलाव आणि संक्षेपण (विषम फ्री-रेंज सिस्टमची सक्तीने निर्मिती) परिणामी.
सर्फॅक्टंट रेणूंमध्ये हायड्रोफिलिक आणि ओलिओफिलिक भागांची उपस्थिती हे त्यांच्या संरचनेचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य आहे. जलीय द्रावणांमध्ये पृथक्करण करण्याच्या क्षमतेनुसार, सर्फॅक्टंट्स आयनिक आणि नॉनिओनिकमध्ये विभागले जातात. या बदल्यात, आयनिक सर्फॅक्टंट्स अॅनिओनिक, कॅशनिक आणि एम्फोलिटिक (अॅम्फोटेरिक) मध्ये विभागले जातात.
1) अॅनिओनिक सर्फॅक्टंट्स पाण्यामध्ये विलग होऊन पृष्ठभाग-सक्रिय आयन तयार करतात.
2) Cationic surfactants पाण्यामध्ये विलग होऊन पृष्ठभाग-सक्रिय केशन तयार करतात.
3) एम्फोलाइटिक सर्फॅक्टंट्समध्ये दोन कार्यात्मक गट असतात, त्यापैकी एक आम्लयुक्त असतो आणि दुसरा मूलभूत असतो, जसे की कार्बोक्सिल आणि अमाइन गट. माध्यमाच्या pH वर अवलंबून, ampholytic surfactants anionic किंवा cationic गुणधर्म प्रदर्शित करतात.
पाण्यातील त्यांच्या वर्तनाच्या संदर्भात सर्व सर्फॅक्टंट्स खरोखर विद्रव्य आणि कोलाइडलमध्ये विभागलेले आहेत.
द्रावणातील खरोखर विरघळणारे सर्फॅक्टंट्स त्यांच्या संतृप्त द्रावणाशी संबंधित असलेल्या एकाग्रतेपर्यंत आण्विकरित्या विखुरलेल्या अवस्थेत असतात आणि प्रणालीचे दोन सतत टप्प्यात विभक्त होतात.
कोलोइडल सर्फॅक्टंट्सचे मुख्य वेगळे वैशिष्ट्य म्हणजे थर्मोडायनामिकली स्थिर (लायफिलिक) विषम विखुरलेल्या प्रणाली (सहकारी, किंवा मायसेलर, कोलॉइड्स) तयार करण्याची क्षमता. कोलोइडल सर्फॅक्टंट्सचे मुख्य गुणधर्म, जे त्यांचे मौल्यवान गुण आणि विस्तृत अनुप्रयोग निर्धारित करतात, उच्च पृष्ठभागावरील क्रियाकलाप समाविष्ट करतात; उत्स्फूर्त मायसेल निर्मितीची क्षमता - विशिष्ट विशिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त सर्फॅक्टंट एकाग्रतेवर लियोफिलिक कोलाइडल द्रावणाची निर्मिती, ज्याला क्रिटिकल मायसेल कॉन्सन्ट्रेशन (KKM) म्हणतात; विरघळण्याची क्षमता - कोलोइडल सर्फॅक्टंट्सच्या द्रावणातील पदार्थांच्या विद्रव्यतेमध्ये तीव्र वाढ, त्यांच्या मायकेल्समध्ये "परिचय" झाल्यामुळे; विविध फैलाव प्रणाली स्थिर करण्याची उच्च क्षमता.
KKM वरील एकाग्रतेवर, सर्फॅक्टंट रेणू micelles (सहयोगी) मध्ये एकत्रित केले जातात आणि द्रावण मायसेलर (सहकारी) कोलाइडल प्रणालीमध्ये रूपांतरित होते.
सर्फॅक्टंट मायसेल हे एम्फिफिलिक रेणूंचे सहयोगी म्हणून समजले जाते, ज्याचे लिओफिलिक गट संबंधित सॉल्व्हेंटला तोंड देत असतात आणि लिओफोबिक गट एकमेकांशी जोडलेले असतात, मायकेलचा गाभा बनवतात. मायसेल बनवणाऱ्या रेणूंच्या संख्येला असोसिएशन नंबर म्हणतात आणि मायकेलमधील रेणूंच्या आण्विक वजनाच्या एकूण बेरीज किंवा मायसेल आणि अॅव्होगाड्रो संख्येच्या वस्तुमानाच्या गुणाकाराला मायसेलर वस्तुमान म्हणतात. मायकेलमधील एम्फिफिलिक सर्फॅक्टंट रेणूंचे विशिष्ट अभिमुखता मायसेल-पर्यावरण सीमेवर किमान इंटरफेसियल तणाव प्रदान करते.
KKM पेक्षा किंचित जास्त जलीय द्रावणात सर्फॅक्टंट्सच्या एकाग्रतेवर, हार्टलेच्या कल्पनांनुसार, गोलाकार मायसेल्स (हार्टले मायसेल्स) तयार होतात. गार्टले मायसेल्सच्या आतील भागात गुंफलेल्या हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सचा समावेश होतो, सर्फॅक्टंट रेणूंचे ध्रुवीय गट जलीय अवस्थेत बदलले जातात. अशा मायसेल्सचा व्यास सर्फॅक्टंट रेणूंच्या लांबीच्या दुप्पट असतो. मायकेलमधील रेणूंची संख्या एका अरुंद एकाग्रता श्रेणीमध्ये वेगाने वाढते आणि एकाग्रतेत आणखी वाढ झाल्यामुळे ते व्यावहारिकरित्या बदलत नाही, परंतु मायसेल्सची संख्या वाढते. गोलाकार मायकेल्समध्ये 20 ते 100 किंवा त्याहून अधिक रेणू असू शकतात.
जसजसे सर्फॅक्टंट एकाग्रता वाढते तसतसे, मायसेलर सिस्टीम समतोल स्थितींच्या मालिकेतून जाते जी मायसेल्सच्या असोसिएशन संख्या, आकार आणि आकारांमध्ये भिन्न असते. जेव्हा विशिष्ट एकाग्रता गाठली जाते, तेव्हा गोलाकार मायसेल्स एकमेकांशी संवाद साधू लागतात, जे त्यांच्या विकृतीत योगदान देतात. Micelles एक दंडगोलाकार, डिस्क-आकार, रॉड-आकार, लॅमेलर आकार घेतात.
जलीय नसलेल्या माध्यमांमधील मायसेलायझेशन, एक नियम म्हणून, सर्फॅक्टंट्सच्या ध्रुवीय गटांमधील आकर्षक शक्तींच्या कृतीचा परिणाम आहे आणि हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सच्या विद्राव्य रेणूंच्या परस्परसंवादाचा परिणाम आहे. तयार झालेल्या उलट्या मायसेल्समध्ये हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सच्या थराने वेढलेले, नॉन-हायड्रेटेड किंवा हायड्रेटेड ध्रुवीय गट असतात. सर्फॅक्टंट्सच्या जलीय द्रावणापेक्षा असोसिएशन क्रमांक (3 ते 40 पर्यंत) खूपच कमी आहे. नियमानुसार, हायड्रोकार्बन रेडिकलमध्ये एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत वाढ होते.
सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सचे गंभीर माइकल एकाग्रता हे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य आहे. हे प्रामुख्याने सर्फॅक्टंट रेणूमधील हायड्रोकार्बन रेडिकलची रचना आणि ध्रुवीय गटाचे स्वरूप, द्रावणातील इलेक्ट्रोलाइट्स आणि नॉनइलेक्ट्रोलाइट्सची उपस्थिती, तापमान आणि इतर घटकांवर अवलंबून असते.
KKM वर परिणाम करणारे घटक:
1) हायड्रोकार्बन रॅडिकलची लांबी वाढल्याने, सर्फॅक्टंट विद्राव्यता वाढते आणि KKM वाढते. हायड्रोकार्बन रॅडिकलची शाखा, असंतृप्तता आणि चक्रीकरणामुळे मायसेल तयार होण्याची प्रवृत्ती कमी होते आणि KKM वाढते. ध्रुवीय गटाचे स्वरूप जलीय आणि गैर-जलीय माध्यमांमध्ये मायसेलायझेशनमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.
2) नॉनिओनिक सर्फॅक्टंट्सच्या जलीय द्रावणात इलेक्ट्रोलाइट्सच्या प्रवेशाचा CMC आणि मायकेल आकारावर थोडासा प्रभाव पडतो. आयनोजेनिक सर्फॅक्टंट्ससाठी, हा प्रभाव लक्षणीय आहे.
3) सर्फॅक्टंट्सच्या जलीय द्रावणात नॉन-इलेक्ट्रोलाइट्स (सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स) समाविष्ट केल्यामुळे देखील KKM मध्ये बदल होतो.
4) तापमान
KKM निश्चित करण्याच्या पद्धती एकाग्रतेवर अवलंबून सर्फॅक्टंट सोल्यूशन्सच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांमध्ये तीव्र बदल नोंदविण्यावर आधारित आहेत (उदाहरणार्थ, पृष्ठभागावरील ताण σ, टर्बिडिटी τ, समतुल्य विद्युत चालकता λ, ऑस्मोटिक दाब π, अपवर्तक निर्देशांक n). KKM प्रदेशातील गुणधर्म-रचना वक्र वर सामान्यतः एक किंक दिसून येते.
1
) आयनिक सर्फॅक्टंटचे KKM निश्चित करण्यासाठी कंडक्टमेट्रिक पद्धत वापरली जाते.
2) KKM निश्चित करण्यासाठी दुसरी पद्धत जलीय सर्फॅक्टंट द्रावणाच्या पृष्ठभागावरील ताण मोजण्यावर आधारित आहे, जी KKM पर्यंत वाढत्या एकाग्रतेसह झपाट्याने कमी होते आणि नंतर स्थिर राहते.
3) मायसेल्समधील रंग आणि हायड्रोकार्बन्सचे विद्राव्यीकरण जलीय आणि गैर-जलीय द्रावणांमध्ये आयनिक आणि नॉनिओनिक सर्फॅक्टंट्सचे KKM निश्चित करणे शक्य करते. जेव्हा सर्फॅक्टंट सोल्युशनमध्ये KKM शी संबंधित एकाग्रता गाठली जाते, तेव्हा हायड्रोकार्बन्स आणि रंगांची विद्राव्यता झपाट्याने वाढते.
4) मायसेल निर्मिती दरम्यान प्रकाशाच्या विखुरण्याच्या तीव्रतेचे मोजमाप केल्याने केवळ एकाग्रता वक्रच्या उतारातील तीव्र वाढीवरून KKM शोधणे शक्य होत नाही तर मायसेलर वस्तुमान आणि सहसंख्या निश्चित करणे देखील शक्य होते.