V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Нами было исследовано релеевское рассеяние света в водных растворах неионогенных ПАВ с общей формулой: M- C9H19C6H4- O- CH2-CH2-OnH, ne=4, 6, 10, 12.

Результаты измерений коэффициента рассеяния в водных растворах ПАВ были использованы для определения средних мицеллярных масс и вторых вириальных коэффициентов, а также средних чисел агрегации и средних радиусов мицелл.

Расчет мицеллярных масс выполнен с помощью уравнения Дебая:

HC-CkRCV-RCkV=1M+2A2C-Ck, (1)

где H=4π2n2dndc2λ4NA – оптическая постоянная раствора; n - показатель преломления растворителя; λ – длина волны падающего света; NA - число Авогадро; C – концентрация ПАВ в растворе; Ck – критическая концентрация мицеллообразования; RCV и RCkV – абсолютные коэффициенты рассеяния света растворами с концентрациями C и Ck соответственно; M - мицеллярная масса; A2 - второй вириальный коэффициент.

График зависимости HC- CKRCV-RCKV от C- CK представляет собой прямую линию, которую экстраполируют до пересечения с ординатой, где C- CK=0. Длина отрезка, отсекаемого этой прямой на оси ординат, численно равна обратной величине относительной молекулярной массы мицеллы, а тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс, равный 2A2, позволяет определить второй вириальной коэффициент A2, характеризующий взаимодействие между мицеллами, рассеивающими свет.

Определенное из опыта значение мицеллярной массы может быть использовано для расчета среднего радиуса мицелл и среднего числа агрегации молекул в мицелле.

Средний радиус мицелл r может быть рассчитан с помощью соотношения

r=3M4πρNA13, (2)

где ρ – плотность ПАВ; M – мицеллярная масса.

Средние числа агрегации N можно рассчитать по формуле

N= MMr, (3)

где Mr – относительная молекулярная масса ПАВ.

С помощью формул (1), (2), и (3) были определены средние мицеллярные массы, вторые вириальные коэффициенты, средние числа агрегации и средние радиусы мицелл, значения которых представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты определения мицеллярной массы M, второго вириального коэффициентаA2, среднего радиуса мицелл r и среднего числа агрегации N в водных растворах ПАВ

ne	T, K		, моль·см3/г2		, см				, г/моль
4	293		0,12		39,2		382049		15151
	313		–1,50		29,8		168116		6667
	333		20		13,0		14171		562
6		293	0,5			12,4		9924	481
		313	1,75			11,0		6932	336
		333	–13,5			8,73		3446	167
10		293		0,42		3,49		162	10,7
		313		1,2		4,27		297	19,6
		333		0,65		5,12		513	33,9
12		293		0,95		3,62		159	11,9
		313		0,25		3,69		169	12,7
		333		1,88		3,77		180	13,5

Из экспериментальных данных видно, что c уменьшением степени оксиэтилирования растворимость ПАВ в воде уменьшается и молекулы стремятся объединиться в более крупные агрегаты. Причем, уже при небольших концентрациях агрегаты принимают такие размеры, что растворы этих веществ в воде мутнеют. С увеличением степени оксиэтилирования средние числа агрегации падают.

Литература.

1. Тунин М.С., Персиянова М.А. Молекулярное рассеяние света и его тонкая структура в чистых жидкостях и растворах: Монография /Кубан. гос. технол. ун-т. – Армавир: Издание АМТИ, 2007. – С.85-87.

Код для цитирования: Скопировать