ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ (ЛИОФИЛЬНЫЕ) ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ.

  • Размер: 1.6 Mегабайта
  • Количество слайдов: 36

Описание презентации ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ (ЛИОФИЛЬНЫЕ) ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ. по слайдам

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ (ЛИОФИЛЬНЫЕ) ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫЕ (ЛИОФИЛЬНЫЕ) ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ.

КРИТЕРИЙ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ КРИТЕРИЙ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

N 1 – число частиц дисперсной фазы N 2 – число молекул дисперсионной среды  2N 1 – число частиц дисперсной фазы N 2 – число молекул дисперсионной среды 2 21 2 1 21 1 lnlnkΔ N NN NS STNr. F 1 2 σπ4 При N 1 < >

Trβkσ π4 2 2 кр 4π βk σ r T крσσТермодинамически неустойчивые (лиофобные) дисперсные системы. ТермодинамическиTrβkσ π4 2 2 кр 4π βk σ r T крσσТермодинамически неустойчивые (лиофобные) дисперсные системы. Термодинамически устойчивые (лиофильные) дисперсные системы Псевдолиофильные дисперсные системы. КРИТЕРИЙ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ Критическое поверхностное натяжение При r ~ 10 -8 м σ кр = 0, 01 м. Дж / м

ЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ • Критические эмульсии • Мицеллярные растворы ПАВ • Микроэмульсии ЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ • Критические эмульсии • Мицеллярные растворы ПАВ • Микроэмульсии

ЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ КРИТИЧЕСКИЕ ЭМУЛЬСИИ Пример: Образование сырой нефти (эмульсия воды в нефти) ЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ КРИТИЧЕСКИЕ ЭМУЛЬСИИ Пример: Образование сырой нефти (эмульсия воды в нефти)

МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ МИЦЕЛЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ ПАВ

ИЗОТЕРМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НЕМИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩЕГО (1) И МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩЕГО (2) ПАВ 02468101214σ 0 с ПАВσ 1 2 ККМИЗОТЕРМЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НЕМИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩЕГО (1) И МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩЕГО (2) ПАВ 02468101214σ 0 с ПАВσ 1 2 ККМ

02468101214 0 1 с ПАВККМ 0  1 2 3 ИЗОТЕРМА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ  МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ02468101214 0 1 с ПАВККМ 0 1 2 3 ИЗОТЕРМА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ ККМ 1 2 3σ

ПРИМЕРЫ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ Формула Додецилсульфат натрия ( ионогенное, анионное ПАВ)  C 12 H 25 OSOПРИМЕРЫ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ Формула Додецилсульфат натрия ( ионогенное, анионное ПАВ) C 12 H 25 OSO 3 Na Децилтриметиламмоний бромид (ионогенное, катионное ПАВ) C 10 H 21 N(CH 3 ) 3 Br Окси э тилированные жирные спирты (неионогенное ПАВ) R n (OCH 2 ) m OH n=10 -20, m=6 -12 Молекулярная растворимость ионогенных ПАВ ~ 10 -2 ÷ 10 -3 моль/л , неионогенных ПАВ ~ 10 -5 ÷ 10 -6 моль / л

ПАВ ГЛБ Додецилсульфат натрия 40. 0 Олеат калия 20. 0 Олеат натрия 18. 0 Бутиловый спиртПАВ ГЛБ Додецилсульфат натрия 40. 0 Олеат калия 20. 0 Олеат натрия 18. 0 Бутиловый спирт 7. 0 Моностеарат глицерина 3. 8 Олеиновая кислота 1. 0 Группа Групповое число. ГЛБ = ∑В i + 7 ГИДРОФИЛЬНО-ЛИПОФИЛЬНЫЙ БАЛАНС (ГЛБ)

СХЕМАТИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПРЯМОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ МИЦЕЛЛЫ Число агрегации m = 20 100 Радиус сферической мицеллы ~ длинаСХЕМАТИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПРЯМОЙ СФЕРИЧЕСКОЙ МИЦЕЛЛЫ Число агрегации m = 20 100 Радиус сферической мицеллы ~ длина молекулы ПАВ ВОДА углеводородное ядро гидрофильная оболочка

Прямые мицеллы. ЭВОЛЮЦИЯ МИЦЕЛЛ Молекулярный раствор Сферические мицеллы Анизометричные мицеллы Гель Кристаллы 4 нм. Молекулы ПАВПрямые мицеллы. ЭВОЛЮЦИЯ МИЦЕЛЛ Молекулярный раствор Сферические мицеллы Анизометричные мицеллы Гель Кристаллы 4 нм. Молекулы ПАВ Сферические мицеллы Цилиндрическием ицеллы Ламеллярные мицеллы

РАВНОВЕСИЕ В МИЦЕЛЛЯРНОМ РАСТВОРЕ m [ ПАВ ] (ПАВ) m c 0 – общая концентрация ПАВРАВНОВЕСИЕ В МИЦЕЛЛЯРНОМ РАСТВОРЕ m [ ПАВ ] (ПАВ) m c 0 – общая концентрация ПАВ с м – концентрация молекулярно растворенного ПАВ n миц – число мицелл в единице объема с миц = n миц / N A – концентрация мицелл с 0 = с м + m с миц m = 20 100 m с c м миц. K Зависимость концентрации мицеллярной ( с миц ) формы от концентрации молекул ПАВ ( с м ) Зависимость концентраций молекулярной ( с м ) и мицеллярной ( с миц ) форм от общей концентрации ПАВ (с 0 )

ммицмицln. Rln. RΔc. Tmc. TKTG(m) ммицмицln. Rln RΔ Δc. Tc m T m G(m) G )ККМln(Rмиц.ммицмицln. Rln. RΔc. Tmc. TKTG(m) ммицмицln. Rln RΔ Δc. Tc m T m G(m) G )ККМln(Rмиц. TG TT T TG H d ККМ)lnd( R 1 2 миц Изменение энергии Гиббса на 1 моль ПАВ в мицеллярной форме: ТЕРМОДИНАМИКА МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ с миц << c м = ККМ

ЭНТРОПИЙНАЯ ПРИРОДА ПРОЦЕССА  МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ H 2 O + ПАВ H 2 OΔЭНТРОПИЙНАЯ ПРИРОДА ПРОЦЕССА МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ H 2 O + ПАВ H 2 OΔ G = Δ H — T Δ S <

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ККМ Концентрация ПАВККМИ зм е р я ем ая в е л и чМЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ККМ Концентрация ПАВККМИ зм е р я ем ая в е л и ч и н а Мутность Поверхностное натяжение Эквивалентная электропроводность

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕЛИЧИНУ КРИТИЧЕСКОЙ  КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЕЛИЧИНУ КРИТИЧЕСКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ

ТОЧКА КРАФТА Диаграмма состояния системы : ионногенное мицеллообразующее ПАВ - вода ТОЧКА КРАФТА Диаграмма состояния системы : ионногенное мицеллообразующее ПАВ — вода

1.  В гомологических рядах мицеллообразующих ПАВ : - ККМ уменьшается ~ в 3 ÷ 31. В гомологических рядах мицеллообразующих ПАВ : — ККМ уменьшается ~ в 3 ÷ 3 , 5 раза; — предельное снижение жг постоянно при увеличении длины цепи на одну – CH 2 — группу 2. Природа полярной группы в молекуле мицеллообразующего ПАВ Молекулярная растворимость: ионогенных ПАВ ~ 10 -2 ÷ 10 -3 моль/л, неионогенных ПАВ ~ 10 -5 ÷ 10 -6 моль / л. ККМ ионногенных и неиногенных ПАВ с одинаковой по размеру углеводородной частью молекулы ? ? ?

3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА НА ККМ И ЧИСЛО АГРЕГАЦИИ ПАВ Добавка электролита ККМ (моль/л) Число агрегации Додецилсульфат3. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТА НА ККМ И ЧИСЛО АГРЕГАЦИИ ПАВ Добавка электролита ККМ (моль/л) Число агрегации Додецилсульфат натрия C 12 H 25 OSO 3 Na Вода 0, 02 M Na. Cl 0, 2 M Na. Cl 8, 1. 10 -3 3, 8. 10 -3 8, 3. 10 -4 80 94 118 Тетрадецилтриметил-а ммоний бромид C 1 4 H 29 N(CH 3 ) 3 Br Вода 0, 013 M Na. Cl 3, 0. 10 -3 1, 8. 10 —

4.  ВЛИЯНИЕ НЕМИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ a) Введение примесных добавок спирта в раствор  мицеллобразующего ПАВ б)4. ВЛИЯНИЕ НЕМИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ a) Введение примесных добавок спирта в раствор мицеллобразующего ПАВ б) Высокие концентрации спирта приводят к снижает ККМ повышению ККМ (вплоть до предотвращения мицеллообразования)

ПАВ Название Полярная группа ККМ ( моль / л ) Анионный C 12 H 25 OSOПАВ Название Полярная группа ККМ ( моль / л ) Анионный C 12 H 25 OSO 3 Na Додецилсульфат натрия -OSO 3 — 8. 1× 10 -3 Катионный C 10 H 21 N(CH 3 ) 3 Br Децилтриметилам-мо ний бромид Me 3 -N + 6. 8× 10 -2 Неионногенный R n (OCH 2 ) m OH Полиоксиэтилиро-ва нные спирты -(OCH 2 ) m OH 8. 7× 10 -5 (для m =6; n =12) КРИТИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПАВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

Мицеллообразующие ПАВ: 1. Маслорастворимые 2. ГЛБ сдвинут в сторону олеофильности 3. Низкая степень агрегации m =3Мицеллообразующие ПАВ: 1. Маслорастворимые 2. ГЛБ сдвинут в сторону олеофильности 3. Низкая степень агрегации m =3 -40 Необходимо слабое взаимодействие полярная группа — растворитель При низких концентрациях ПАВ формируются предмицеллярные агрегаты. МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЕ В НЕВОДНЫХ СРЕДАХ. ОБРАТНЫЕ МИЦЕЛЛЫ Органический растворитель. . .

СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ В Р-РАХ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ Растворимость октана:  •  в воде – 0. 0015 •СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ В Р-РАХ МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИХ ПАВ Растворимость октана: • в воде – 0. 0015% • в 1 0% р-ре олеата Na – 2% Относительная солюбилизация s: мицсол. N N s s C, моль / л 1. 02. 0 0. 2 0. 4 0. 6 ККМВода — УГЛЕВОДОРОД Вода — СПИРТ

ЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИКРОЭМУЛЬСИИ У ВМ I М IIIУ У Вσ c~50 м. Дж / мЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. МИКРОЭМУЛЬСИИ У ВМ I М IIIУ У Вσ c~50 м. Дж / м 2 σ кр =0, 01 -0, 1 м. Дж / м

ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПАВ С ОДНИМ И ДВУМЯ УГЛЕВОДОРОДНЫМИ РАДИКАЛАМИ Липосомы – микрокапсулы диаметром 10 -7 -10ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПАВ С ОДНИМ И ДВУМЯ УГЛЕВОДОРОДНЫМИ РАДИКАЛАМИ Липосомы – микрокапсулы диаметром 10 -7 -10 -5 м, содержащие внутри воду, окруженную одним или несколькими бислоями из молекул фосфолипидов или сфинголипидов.

ПРЯМЫЕ И ОБРАЩЕННЫЕ ЛИПОСОМЫ ПРЯМЫЕ И ОБРАЩЕННЫЕ ЛИПОСОМЫ

Липосомы широко используют в качестве модельных систем для: - изучения принципов молекулярной организации и механизмов функционированияЛипосомы широко используют в качестве модельных систем для: — изучения принципов молекулярной организации и механизмов функционирования биологических мембран ; — изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. Изменяя состав липидов в липосомах, можно направленно менять свойства мембран; — изучения действия на мембраны лекарственных средств и др. биологически активных веществ в иммунологических исследованиях, вводя в них различные антигены или ковалентно присоединяя к липосомам антитела. Во внутренний водный объем липосом можно включать лекарства, пептиды, белки и нуклеиновые кислоты, что создает возможность практического применения липосом в качестве средства доставки разных веществ в определенные органы и ткани. Включением мембранных белков в липидный бислой получают т. наз. протеолипосомы, которые используют для моделирования разнообразных ферментативных, транспортных и рецепторных функций клеточный мембран.

Наличие в бислое достаточно протяженной углеводородной области позволяет вводить в него гидрофобные вещества.  На поверхностиНаличие в бислое достаточно протяженной углеводородной области позволяет вводить в него гидрофобные вещества. На поверхности бислоя можно адсорбировать различные вещества, а также химически связывать их с липидами или другими компонентами мембраны. СПОСОБЫ ВКЛЮЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЛИПОСОМЫ Водорастворимые вещества Физическая и химическая адсорбция

Основой Биоактивных Липосом фирмы «ONA» являются экологически чистые, высокоочищенные природные растительные фосфолипиды. Уникальная оригинальная технология позволяетОсновой Биоактивных Липосом фирмы «ONA» являются экологически чистые, высокоочищенные природные растительные фосфолипиды. Уникальная оригинальная технология позволяет получать порошкообразные сухие липосомальные препараты высокой концентрации. Эффективность включения вводимых в липосомы препаратов составляет 40 — 100%, в зависимости от характеристик вводимого вещества. Строение Мультиламеллярные и моноламеллярные липосомы Размер 0, 05 мкм – 2, 0 мкм Суммарный поверхностный заряд Отрицательный Включение веществ в липосомы 40% — 100% Деградация в биологических системах Биодеградируемые

Биоактивные Липосомы без включений.  Биоактивные Липосомы с витаминами Е и С.  Биоактивные Липосомы сБиоактивные Липосомы без включений. Биоактивные Липосомы с витаминами Е и С. Биоактивные Липосомы с фруктовыми кислотами

МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии. Под ред. Миттел К. ,МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии. Под ред. Миттел К. , 1980. Аденозин- трифосфат 2+

МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ УСВОЕНИИ ЖИРОВ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ УСВОЕНИИ ЖИРОВ

ПСЕВДОЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ СТРОЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ Бентонит Каолинит. Тетраэдр Si. O 2 Октаэдр Al 2 OПСЕВДОЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ СТРОЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ Бентонит Каолинит. Тетраэдр Si. O 2 Октаэдр Al 2 O 3 0 , 94 нм 1, 5 нм Вода и обменные катионы: Na + , Ca 2+ , Mg 2+ 0, 72 нм. Структурные элементы глинистых минералов

ПСЕВДОЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕПТИЗАЦИЯ 0 kβ' 2 1 11 к. TNNZUF Z T U 2 1ПСЕВДОЛИОФИЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕПТИЗАЦИЯ 0 kβ’ 2 1 11 к. TNNZUF Z T U 2 1 kβ’ к N 1 – число частиц коллоидного размера в агрегате Z – координационное число U к – энергия сцепления в контакте β ’ = ln(n а /n п )≈ 10 ÷ 20 n a – число частиц в агрегированном состоянии n n – число частиц в пептизированном состоянии