Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР
Методом ЯМР'Н исследованы водные растворы оксиэтилированного додеканола C₁₂Н₂₅(—CH₂—CH₂—0) ₅₆OH (ОЭПЭГ-56) в зависимости от соотношения компонентов в смеси ПАВ—вода при 20, 40 и 60°. Установлено, что с ростом температуры уменьшается влияние ОЭПЭГ-56 на подвижность молекул связанной воды, количе...
Gespeichert in:
| Datum: | 1983 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Schriftenreihe: | Украинский химический журнал |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182368 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР / А.Г. Братунец, Н.M. Соболева, А.А. Баран, М.Д. Цапко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 37-39. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182368 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1823682025-02-09T17:25:14Z Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР Studies of Hydration of Oxyethylated Dodecanol by the NMR Method Братунец, А.Г. Соболева, Н.M. Баран, А.А. Цапко, М.Д. Неорганическая и физическая химия Методом ЯМР'Н исследованы водные растворы оксиэтилированного додеканола C₁₂Н₂₅(—CH₂—CH₂—0) ₅₆OH (ОЭПЭГ-56) в зависимости от соотношения компонентов в смеси ПАВ—вода при 20, 40 и 60°. Установлено, что с ростом температуры уменьшается влияние ОЭПЭГ-56 на подвижность молекул связанной воды, количество которых падает от n=5,5 до n=3,5 Н₂O/ОЭ. Влияние ОЭПЭГ-56 на электронное окружение молекул воды при этих влажностях практически не сказывается. Рассчитано значение энергии активации Ea молекулярной подвижности. 1983 Article Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР / А.Г. Братунец, Н.M. Соболева, А.А. Баран, М.Д. Цапко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 37-39. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182368 541.572+541.5 ru Украинский химический журнал application/pdf Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Братунец, А.Г. Соболева, Н.M. Баран, А.А. Цапко, М.Д. Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР Украинский химический журнал |
| description |
Методом ЯМР'Н исследованы водные растворы оксиэтилированного додеканола C₁₂Н₂₅(—CH₂—CH₂—0) ₅₆OH (ОЭПЭГ-56) в зависимости от соотношения компонентов в смеси ПАВ—вода при 20, 40 и 60°. Установлено, что с ростом температуры уменьшается влияние ОЭПЭГ-56 на подвижность молекул связанной воды, количество которых падает от n=5,5 до n=3,5 Н₂O/ОЭ. Влияние ОЭПЭГ-56 на электронное окружение молекул воды при этих влажностях практически не сказывается. Рассчитано значение энергии активации Ea молекулярной подвижности. |
| format |
Article |
| author |
Братунец, А.Г. Соболева, Н.M. Баран, А.А. Цапко, М.Д. |
| author_facet |
Братунец, А.Г. Соболева, Н.M. Баран, А.А. Цапко, М.Д. |
| author_sort |
Братунец, А.Г. |
| title |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР |
| title_short |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР |
| title_full |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР |
| title_fullStr |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР |
| title_full_unstemmed |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР |
| title_sort |
изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ямр |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182368 |
| citation_txt |
Изучение гидратации оксиэтилированного додеканола методом ЯМР / А.Г. Братунец, Н.M. Соболева, А.А. Баран, М.Д. Цапко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 1. — С. 37-39. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT bratunecag izučeniegidrataciioksiétilirovannogododekanolametodomâmr AT sobolevanm izučeniegidrataciioksiétilirovannogododekanolametodomâmr AT baranaa izučeniegidrataciioksiétilirovannogododekanolametodomâmr AT capkomd izučeniegidrataciioksiétilirovannogododekanolametodomâmr AT bratunecag studiesofhydrationofoxyethylateddodecanolbythenmrmethod AT sobolevanm studiesofhydrationofoxyethylateddodecanolbythenmrmethod AT baranaa studiesofhydrationofoxyethylateddodecanolbythenmrmethod AT capkomd studiesofhydrationofoxyethylateddodecanolbythenmrmethod |
| first_indexed |
2025-11-28T16:18:46Z |
| last_indexed |
2025-11-28T16:18:46Z |
| _version_ |
1850051637812396032 |
| fulltext |
6. Гидратация слабокислотного катионита КБ-4 / Е. Ф. Некряч, Н. В. Гороховатская,
Л. П. Аврамчук, О. Д . Куриленко.—Укр. хим. журн., 1968, 34, № 12, с. 1245—1250.
7. Тарасевич Ю. И. Природные сорбенты в процессах очистки воды.— Киев : Наук,
думка, 1981.—206 с.
8. Салдадзе К. M., Копылова-Валова В. Д. Комплексообразующие иониты.— М . : Химия,
1980.—335 с.
9. Тарасевич Ю. И., Овчаренко Ф. Д. Адсорбция на глинистых минералах.— Киев :
Наук, думка, 1975.— 351 с.
10. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров.— М. : Изд-во иностр лит., 1948.— Т. 1. 781 с.
11. Гороховатская Н. В., Куриленко О. Д. Взаимодействие алифатических спиртов с
водородной формой сульфокатионитов.— Укр. хим. журн., 1978, 44, № 6, с. 630—633.
12. Glueckauf E., Kitt G. P. A theoretical treatment of cation exchangers. III. The hydra
tion of cations in polystyrene sulfonates.— Proc. Roy. Soc. A, 1955, 228, N 1174,
p. 322—341.
13. Сорбция водяных паров и теплоты смачивания сульфостирольного катионита КУ-2 /
Е. Ф. Некряч, Н. В. Гороховатская, Л. П. Аврамчук, О. Д . Куриленко.— В кн.: Иони
ты и ионный обмен. М. : Наука, 1965, с. 40—46.
14. Сорбционно-термохимическое исследование гидратации макропористого катионита
КУ-23 / Е. Ф. Некряч, Н. В. Гороховатская, 3 . А. Самченко, О. Д . Куриленко.—
Укр. хим. журн., 1972, 38, № 6, с. 581—586.
15. Некряч Е. Ф., Самченко 3. А., Куриленко О. Д. Теплоты смачивания и гидрофиль-
ность сильнокислотного катионита КУ-5.— Там же, 1971, 37, № 9, с. 910—915.
Институт коллоидной химии и химии воды Поступила
им. А. В. Думанского АН УССР 8 декабря 1981 г.
УДК 541.572+541.5
И З У Ч Е Н И Е Г И Д Р А Т А Ц И И
О К С И Э Т И Л И Р О В А Н Н О Г О Д О Д Е К А Н О Л А М Е Т О Д О М Я М Р
А. Г. Братунец, Н. М. Соболева, А. А. Баран, М. Д. Цапко
Изучение закономерностей и м е х а н и з м а гидратации а л к и л о в ы х эфиров
полиэтиленгликоля п р е д с т а в л я е т значительный научный и практиче
ский интерес в связи с в о з р а с т а ю щ и м применением неионогенных П А В
в р а з л и ч н ы х о т р а с л я х народного хозяйства , в частности д л я создания
устойчивых водных дисперсий гидрофобных веществ [ 1 , 2 ] . Д и ф и л ь н ы е
м о л е к у л ы П А В , адсорбируясь на гидрофобной поверхности, существен
но гидрофилизируют частицы дисперсной ф а з ы , что и приводит к воз
никновению нового ф а к т о р а с т а б и л и з а ц и и — структурной с о с т а в л я ю щ е й
р а с к л и н и в а ю щ е г о д а в л е н и я [ 3 ] . В литературе имеются д а н н ы е о гид
р а т а ц и и неионогенных П А В л и ш ь в с и л ь н о р а з б а в л е н н ы х растворах , и
д о настоящего времени нет единого мнения об изменении числа гидра
тации в зависимости от т е м п е р а т у р ы [ 4 ] .
Н а с т о я щ а я работа п о с в я щ е н а изучению состояния воды и меж
м о л е к у л я р н ы х взаимодействий в концентрированных водных р а с т в о р а х
оксиэтилированных полиэтиленгликолей C i 2 H 2 S C — C H 2 — C H 2 — O ) 5 6 O H
методом Я М Р высокого р а з р е ш е н и я . Б ы л и измерены химические сдвиги
6v и ширина линий поглощения Av молекул H 2 O в зависимости от соот
ношения компонентов в смеси П А В — вода. Это соотношение в дальней
ш е м будет в ы р а ж а т ь с я числом молекул воды ( я ) , п р и х о д я щ и х с я на
одну оксиэтиленовую группу (ОЭ) поверхностно-активного вещества .
Спектры Я М Р регистрировали на спектрометре РЯ-2310 с частотой
60 М Г ц при 20, 40 и 60°. О б р а з ц ы с з а д а н н о й в л а ж н о с т ь ю готовили
растворением определенных навесок воздушно-сухого п о л и м е р а в би-
дистиллированной д е г а з и р о в а н н о й воде с последующим в ы д е р ж и в а н и
ем в течение 7 сут при комнатной температуре в з а п а я н н ы х пробир
ках , поскольку равновесие в изучаемых системах у с т а н а в л и в а е т с я мед
ленно и д л я получения хорошей воспроизводимости р е з у л ь т а т о в необ
ходимо длительное в ы с т а и в а н и е о б р а з ц о в .
В спектрах изученных ра ств ор ов регистрируются р а з д е л ь н о полосы
поглощения протонов групп C H 3 ( концевая группа гидрофобной части
УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1 37
м о л е к у л ы ) , — C H 2 — С — и — C H 2 — О — . Л и н и я концевой ОН-группы
гидрофильной части и воды сливаются из-за быстрого протонного об
мена. В качестве внутренней метки, относительно которой отсчитывали
п о л о ж е н и е линий поглощения , использовали линию от С Н 3 - г р у п п ы мо
л е к у л ы П А В , п о л о ж е н и е которой м а л о изменяется при р а з л и ч н ы х м е ж
м о л е к у л я р н ы х взаимодействиях .
Х а р а к т е р н ы м д л я спектров П М Р я в л я е т с я смещение линии про
тонов воды в сторону сильного поля и уширение ее по мере уменьше
ния в л а г о с о д е р ж а н и я . П о в ы ш е н и е температуры приводит к сужению
Рис. 1. Изменение 6v линий H 2 O спектров ПМР в системе вода — ОЭПЭГ-56 в зависи
мости от количества молекул H 2 O на ОЭ-группу при температурах образца 20 ( Л ,
40 (2) и 60° (3).
Рис. 2. Изменение Av спектров П М Р воды в системе вода — ОЭПЭГ-56 в зависимости
от количества молекул H 2 O на ОЭ-группу при температурах образца 20 (1), 40 (2) и
линии протонов воды и смещению ее в сильное поле. З н а ч е н и я 6v
линий H 2 O в зависимости от количества воды, находящейся в кон
такте с ОЭ, при различных т е м п е р а т у р а х о б р а з ц а приведены на рис. 1.
Концентрационные зависимости 6v = / ( n ) д л я 20, 40 и 60° имеют сход
ную ф о р м у и их м о ж н о р а з д е л и т ь на участки быстрого и медленного
изменения химического сдвига сигнала воды. Д л я образцов с 20 мол.
Н 2 0 / О Э значение 6VH 2 O-CH 3 близко к таковому д л я объемной воды. П о
мере уменьшения с о д е р ж а н и я воды н а б л ю д а е т с я в нач ал е п л а в н ы й (при
п=20—5), а з атем резкий (при л = 5 — 1 ) сдвиг линии воды в сторону
сильного поля на 0,4—0,5 м. д . (24—30 Г ц ) , что свидетельствует об
ослаблении или р а з р ы в е водородных связей. Н а и б о л ь ш и й д и а п а з о н из
менения химического сдвига воды д л я изученных концентраций н а б л ю
дается при 20° и составляет 0,5 м. д. , наименьший — при 60° и состав
л я е т 0,4 м. д.
Учитывая , что на 6v в л и я ю т и структурный, и температурный фак
торы, м о ж н о сделать вывод, что с повышением температуры роль струк
т у р н о - р а з р у ш а ю щ е г о ф а к т о р а уменьшается . И н ы м и словами, влияние
П А В на р а з р у ш е н и е структуры Н-связей при повышении температуры
с к а з ы в а е т с я в меньшей степени. П у т е м апроксимации участков плав
ного и резкого изменения химического сдвига на г р а ф и к а х 6 v = / ( r c )
п р я м ы м и линиями можно получить точку пересечения касательных, со
ответствующую значению я г р , которое является граничным м е ж д у быст
ро и медленно меняющимися процессами гидратации. В н а ш е м случае
пересечению касательных соответствует птр—3, практически не завися
щее от температуры. Т а к и м о б р а з о м , при последовательной гидратации
м о л е к у л происходит формирование структуры воды с водородными свя
зями, х а р а к т е р н ы м и д л я данной температуры. При я Г р = З Н 2 0 / О Э это
ф о р м и р о в а н и е з а в е р ш а е т с я о б р а з о в а н и е м структуры, п р и б л и ж а ю щ е й с я
к таковой д л я объемной воды и не з а в и с я щ е й от температуры.
И з м е н е н и е ширины линии Av спектров Я М Р H 2 O в . зависимости
от количества воды в системе О Э П Э Г - 5 6 — вода при р а з л и ч н ы х тем-
:(8 УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1
и е р а т у р а х образцов (без их в р а щ е н и я ) представлено на рис. 2. Видно,
что значение Av резко у м е н ь ш а е т с я при увеличении п от 1 д о 4—б ,
после чего ширина линии остается практически постоянной при з а д а н
ной т е м п е р а т у р е и определяется вязкостью системы и неоднородностью
магнитного поля . Аналогичные зависимости изменения Av получены ра
нее д л я молекул воды, с в я з а н н ы х с в о д о р а с т в о р и м ы м и неионогенными
п о л и м е р а м и [ 5 ] . Они о б ъ я с н я л и с ь увеличением в р а щ а т е л ь н о й и по
ступательной подвижности молекул воды. Увеличение т е м п е р а т у р ы
системы приводит к уменьшению д и а п а з о н а резкого изменения ширины
линии спектров поглощения воды: 11,5 Гц д л я 20°, 10,5 Гц д л я 40° и
7 Гц д л я 60°. Значение п точки пересечения касательных , проведенных
к у ч а с т к а м быстрого уменьшения и практически постоянной Av, изме
няется в зависимости от т е м п е р а т у р ы , д л я 20° п = 5 , 5 Н 2 0 / О Э , д л я 40°
п = 4 Н 2 0 / О Э , д л я 60° п = 3 , 5 Н 2 0 / О Э (рис. 2 ) . Это м о ж н о объяснить
тем, что с повышением т е м п е р а т у р ы количество воды, х а р а к т е р и з у е
мое меньшей подвижностью, у м е н ь ш а е т с я от 5,5 до 3,5 м о л е к у л воды
на звено полимера . И н ы м и словами , с ростом т е м п е р а т у р ы от 20 до
60° у м е н ь ш а е т с я влияние О Э П Э Г - 5 6 на подвижность молекул с в я з а н
ной воды, количество которых п а д а е т от 5,5 до 3,5 Н 2 0 / О Э . Влияние
молекул полимера на электронное о к р у ж е н и е молекул воды при этих
в л а ж н о с т я х практически не с к а з ы в а е т с я . Значение энергии активации
Еа молекулярной подвижности , вычисленной из A v = / ( 1 / T ) , составляет
10,5•1O 3 Д ж / м о л ь д л я п—\ и 13,8•1O 3 Д ж / м о л ь д л я п = 2 0 . Это свиде
тельствует о том, что с увеличением в л а ж н о с т и о б р а з у е т с я более проч
ная сетка водородных связей, п р е п я т с т в у ю щ а я м о л е к у л я р н о й под
вижности .
Т а к и м образом , полученные р е з у л ь т а т ы свидетельствуют об умень
шении числа и увеличении с ростом температуры подвижности молекул
H 2 O , прочно с в я з а н н ы х с оксиэтиленовой группой П А В . О т с ю д а сле
дует , что одной из причин с н и ж е н и я устойчивости дисперсий, стабили
з и р о в а н н ы х адсорбционными слоями неионных П А В при увеличении
т е м п е р а т у р ы [2, 6 ] , я в л я е т с я частичная д е г и д р а т а ц и я молекул стаби
л и з а т о р а и связанное с этим уменьшение толщины лиосферы, о к р у ж а
ю щ е й дисперсную фазу . Это говорит о заметном в к л а д е сольватацион-
ного ф а к т о р а (структурной с о с т а в л я ю щ е й р а с к л и н и в а ю щ е г о д а в л е н и я )
в обеспечение устойчивости коллоидных растворов , л и о ф и л и з и р о в а н н ы х
д о б а в к а м и поверхностно-активных веществ .
1. Грицкова И. А., Панин P. M., Воюцкий С. С. Физико-химические свойства оксиэти-
лированных неионных поверхностно-активных веществ.— Успехи химии, 1965, 34, № 12,
с. 1989—2019.
2. Сапон И. П. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на устойчивость
гидрозолей галогенидов серебра : Автореф. дне.... канд. хим. наук.— Киев, 1969.— 23 с.
3. Дерягин Б. В., Чураев Н. В. Изотерма расклинивающего давления пленок воды на
поверхности кварца.— Докл. АН СССР, 1972, 207, № 3, с. 572—575.
4. Волков В. А. Влияние формы мицелл и температуры на гидратацию неионогенных
поверхностно-активных веществ.— Коллоид, журн., 1973, 35, № 6, с. 1050.
5. Изучение гидратации карбоксиметилцеллюлозы методом ЯМР / В. В. Манк, И. М. Co-
ломенцева, А. А. Баран, О. Д . Куриленко.— Укр. хим. журн., 1974, 40, № 4, с. 393—
395.
•6. Баран А. А., Соломенцева И. М. Температурная зависимость устойчивости гидрофоб
ных золей, содержащих водорастворимые полимеры.— Коллоид, журн., 1974, 36, № 6,
с. 1035—1040.
Институт коллоидной химии и химии воды
•им. А. В. Думанского АН УССР
Поступила
29 марта 1982 г.
УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 1 39
|