Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Datum: | 1983 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182461 |
| 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: | Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов / Т.В.Кармазина, А.А. Абрамзон, Н.А. Клименко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 243-247. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182461 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Кармазина, Т.В. Абрамзон, А.А. Клименко, Н.А. 2022-01-03T16:03:10Z 2022-01-03T16:03:10Z 1983 Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов / Т.В.Кармазина, А.А. Абрамзон, Н.А. Клименко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 243-247. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182461 541.183.3 ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов Surface-Active and Micelle-Forming Properties of Individual Oxyethylated Octyl Phenols Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| spellingShingle |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов Кармазина, Т.В. Абрамзон, А.А. Клименко, Н.А. Неорганическая и физическая химия |
| title_short |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| title_full |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| title_fullStr |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| title_full_unstemmed |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| title_sort |
поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов |
| author |
Кармазина, Т.В. Абрамзон, А.А. Клименко, Н.А. |
| author_facet |
Кармазина, Т.В. Абрамзон, А.А. Клименко, Н.А. |
| topic |
Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| publishDate |
1983 |
| language |
Russian |
| container_title |
Украинский химический журнал |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Surface-Active and Micelle-Forming Properties of Individual Oxyethylated Octyl Phenols |
| issn |
0041–6045 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182461 |
| citation_txt |
Поверхностно-активные и мицеллообразующие свойства индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов / Т.В.Кармазина, А.А. Абрамзон, Н.А. Клименко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 3. — С. 243-247. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT karmazinatv poverhnostnoaktivnyeimicelloobrazuûŝiesvoistvaindividualʹnyhoksiétilirovannyhoktilfenolov AT abramzonaa poverhnostnoaktivnyeimicelloobrazuûŝiesvoistvaindividualʹnyhoksiétilirovannyhoktilfenolov AT klimenkona poverhnostnoaktivnyeimicelloobrazuûŝiesvoistvaindividualʹnyhoksiétilirovannyhoktilfenolov AT karmazinatv surfaceactiveandmicelleformingpropertiesofindividualoxyethylatedoctylphenols AT abramzonaa surfaceactiveandmicelleformingpropertiesofindividualoxyethylatedoctylphenols AT klimenkona surfaceactiveandmicelleformingpropertiesofindividualoxyethylatedoctylphenols |
| first_indexed |
2025-11-24T11:40:23Z |
| last_indexed |
2025-11-24T11:40:23Z |
| _version_ |
1850845931424972800 |
| fulltext |
У Д К 541.183.3
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ
И МИЦЕЛЛООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ
ОКСИЭТИЛИРОВАННЫХ ОКТИЛФЕНОЛОВ
Т. В. Кармазина, А. А. Абрамзон, Н. А. Клименко
Поверхностное натяжение, критические концентрации мицеллообразо-
вания (KKM) и другие свойства оксиэтилированных октилфенолов хо
рошо исследованы и описаны в научной и справочной литературе [1,
2 ] . Однако для исследованных ранее оксиэтилированных октилфенолов
не проведено сопоставление данных по мицеллообразующим и адсорб
ционным свойствам, не изучено влияние полярной части на термодина
мические свойства ПАВ. Поэтому нами исследованы соединения, имею
щие общую формулу:
CH3 CH3
C H 3 - с — с н г - с - < Q - 0 - (CH 2-CH 2- O) n -H
CH3 CH3
В данном соединении углеводородный радикал имеет жесткую
структуру, приближающуюся по форме к цилиндру. В работе были ис
пользованы чистые, строго индивидуальные по составу оксиэтилирован-
ные 1,1,3,3-тетраметилбутилфенолы с числом оксиэтиленовых групп (п)
3, 7, 10, 13, 16. Индивидуальные препараты были выделены из Трито
на Х-100 (фирмы «Rohm and Haas C 0», США) методом препаративной
колоночной хроматографии [3] . Чистоту полученных образцов по ок-
сиэтиленовым группам контролировали методом тонкослойной хрома
тографии. О чистоте продуктов свидетельствует отсутствие минимумов
в области перегиба кривых изотерм поверхностного натяжения.
Поверхностное натяжение измеряли методом Дю Нуи. При изме
рениях применяли никелево-хромовое кольцо. Посуда и кольцо перед
каждым измерением были тщательно промыты горячей хромовой сме
сью и пропарены. Растворы индивидуальных ПАВ были приготовлены
из исходного, содержащего 10 ммоль/л, с последующим разбавлением.
Измерение поверхностного натяжения проводили сутки спустя после
того, как растворы ПАВ были приготовлены и разлиты в бюксы с
крышкой для установления равновесия на границе раздела раствор
ПАВ — воздух. Изотермы поверхностного натяжения для веществ с
числом оксиэтильных групп 3, 7, 10, 13, 16 сняты при 22; 40, 60°. Рас
творы были термостатированы в ячейке, точность термостатирова-
ния ± 1 ° .
На рис. 1 показаны изотермы поверхностного натяжения при 22, 40,
60° в полулогарифмических координатах. Расчет ошибок измерения
поверхностного натяжения произведен согласно [4] . Средняя квадра
тичная ошибка арифметического среднего 0,38; наибольшая ошибка
отдельного измерения 1,14; относительная ошибка 0,67 %.
Т а б л и ц а 1
Поверхностное натяжение оксиэтилированных 1, 1, 3, 3-тетраметилбутилфенолов
при различных температурах ( С = 5 - Ю - 4 ммоль/л)
а(дин/см) при температуре . ° с
п
25 30 35 40 45 50 55 60
7
10
13
71,0
65,0
64,8
63,8
70,6
64,0
64,0
63,4
69,3
63,0
62,7
62,2
68,8
62,1
61,8
60,3
63 ,2
61 ,3
60 ,9
59,0
67,4
60 ,3
59,8
58,4
67,0
59,5
59,5
58,1
66,1
59,5
59,5
58,1
У К Р А И Н С К И Й Х И М И Ч Е С К И Й Ж У Р Н А Л , 1983, т. 49, № 3 2* 243,
Для определения адсорбции использовано уравнение Гиббса: Г ==
1 do
, где R— газовая постоянная, равная 8,3 Дж/моль-К; RT din С
а — поверхностное натяжение; С — концентрация ПАВ, г-моль/л. Г оп
ределяли по тангенсу угла наклона касательной, а Г т (предельная адсорб
ция) — по наклону прямолинейного участка изотермы, она совпадает с оп-
ё, дин/см
10 -1пС,моль/л
Рис. 1. Изотермы поверхностного натяжения OcPhOE 3 (a) , OcPhOE 7 (б), OcPhOEio
(в), OcPhOEi 3 (г) и OcPhOE 1 6 (д) при различных температурах: 1—22; 2—40; 3—60°.
ределенной обычным методом [5]. Площадь, приходящуюся на одну мо
лекулу в поверхностном слое, вычисляли по формуле S — ^ — Ч И С '
ло Авогадро). Для предельного слоя SM = V ^ . Стандартную свободную
Т а б л и ц а 2
Термодинамические функции адсорбции молекул оксиэтилированных
1, 1, 3, 3-тетраметилбутилфенолов при C = 5 - l 0 ~ 4 ммоль/л
п
AC d W
кДж
моль-К
22° 40» 60°
п
AC d W
кДж
моль-К
Wa I AHa. ASa.
кДж
wa I д я а AS 3 .
кДж
Wa I AHa
кДж
п
AC d W
кДж
моль-К кДж
ASa.
кДж кДж
AS 3 .
кДж кДж кДж
п
AC d W
кДж
моль-К
моль МОЛЬ'К МОЛЬ моль. К моль моль- К.
3 0,19 39,0 1,75 0 ,13 42,2 5,4 0 ,18 44,7 5,33 0,12
7 0 ,13 37,5 —4,6 0,14 39 ,3 —9,4 0,16 42 ,3 —3,5 0,14
10 0,14 39,5 —15,4 0,14 42 ,0 —13,7 0 ,18 44,9 —6,1 0 ,15
13 0,10 39 ,9 —31,6 0,24 41,5 —24,6 0,21 43,4 —50,2 0 ,28
244 УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3
энергию мицеллообразования определяли по выражению AGn =RTln Ck, где
Ck — KKM1 выраженная в мольных долях; стандартную энтальпию мицел
лообразования — по уравнению АНт = —RT2
£ ^ F f e .
Стандартную энтропию мицеллообразования можно определить, исходя
из формулы AGm = AHn TASm, а также как тангенс наклона зависимос-
о
ти , то есть ASm = — ̂ jS-- Таким образом АН°т, ASm рассчитаны
al ш
Т а б л и ц а 3
KKM оксиэтилированных 1,1, 3, 3-тетраметилбутилфенолов
по
KKM-10« моль/л при температуре "С
п t
32 I 40 j 60
3 1,9 1,2 1,0
7 2 ,2 1,3 1.1
10 2 ,4 1,4 1,1
13 2 ,8 1,6 1,4
16 3,1 2,2 1,5
,тль/сиг
290 }00 JWJfO JjJT
Рис. 2. Зависимость пре
дельной адсорбции OcPhOEo
от температуры.
изменению In Ck от -^- . Работа адсорбции W = RT In ^ + ~ - , где
б — толщина слоя, определяющего поверхностное натяжение, то есть
9 • 1 O - 8 C M для систем жидкость—газ; Ao = O0 — о, о0, о — поверхностные
натяжения системы без ПАВ и с ПАВ соответственно.
Энтальпию адсорбции определяли, исходя из уравнения
do _do0 , D r , / , Г \ , D „ Г,
dT dT ' ' " " • " V Г т / 1 Г. T 1 n ) + RT1nIn 1 - ^ - ) + RT • т
т
AHJRT2
г г е х р ^ + е + с о j
ехр
С-о W , 2
Для определения температурного коэффициента ^ в присутствии
ПАВ было измерено поверхностное натяжение растворов ПАВ с кон
центрацией С = 5 - 1 0 - 4 ммоль/л при температуре от 25 до 60° с интер
валом 5° (табл. 1).
Энтропию адсорбции ПАВ на границе раздела раствор—воздух опре
деляли по наклону зависимости W—f{T), A S 3 = - — - , а также по урав
нению AHa = W - j - 7AS 3 . Оба метода расчета хорошо согласуются (табл. 2).
По данным изотерм поверхностного натяжения построена зависи
мость предельной адсорбции от температуры (рис. 2) . Предельная ад
сорбция индивидуальных оксиэтилированных октилфенолов (OcPhOE n )
понижается с повышением температуры для всех значений длины окси-
этильной цепи, что, по-видимому, связано с понижением плотности по
верхностного слоя при повышении температуры вследствие возрастания
молекулярно-кинетического движения. Экстраполировав прямую к аб
солютному нулю, находим поперечное сечение молекулы: S T O = 2 5 , 7 А2.
Этот результат совпадает с размерами поперечного сечения молекулы,
найденного с помощью моделей Стюарта — Бриглеба.
Значения KKM представлены в табл. 3. Зависимость KKM от дли
ны оксиэтильной цепи имеет линейный характер и ее можно выразить
УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3 245
при / = 2 2 ° уравнением IgCb. = —5,35 n-f-0,018, что хорошо согласуется
с уравнением, полученным по [1] : IgCu=—5,33 п+О.ОЗб при t—25°.
Термодинамические функции процесса мицеллообразования пред
ставлены в табл. 4. Свободная энергия мицеллообразования слабо по
вышается с возрастанием числа оксиэтильных групп в молекуле ПАВ.
Т а б л и ц а 4
Термодинамические функции мицеллообразования индивидуальных оксиэтилированных
1,1, 3,3-тетраметилбутилфенолов
п
. ° dGm
AS. = >
т d T
кДж
моль* К
22° 40° 60"
п
. ° dGm
AS. = >
т d T
кДж
моль* К
- д <4 Д " т
кДж
- Д<4 J Д Н т д С
кДж
д " т
кДж
п
. ° dGm
AS. = >
т d T
кДж
моль* К
кДж
кДж
кДж
д С
кДж кДж
кДж
п
. ° dGm
AS. = >
т d T
кДж
моль* К
кДж моль-К кДж моль-К кДж моль-К
п
. ° dGm
AS. = >
т d T
кДж
моль* К моль
моль-К
моль
моль-К
моль
моль-К
3 0,09 30,7 П , 1 0,140 33,9 12,5 0,147 36,6 14,0 0,151
7 0,140 30 ,5 И Л 0,140 33,5 12,5 0,147 36,2 14,2 0,151
10 0,140 30,2 11,4 0,141 33 ,3 12,9 0,147 36,0 14,5 0,152
13 0,140 29,9 11,7 0,140 32,9 13,2 0,147 35,6 14,9 0,152
16 0,150 29,5 12,1 0,141 32 ,3 13,9 0,147 35,4 15,4 0,153
Т а б л и ц а 5
Работа адсорбции молекул оксиэтилированных 1,1, 3, 3-тетраметилбутилфенолов
при адсорбции на поверхности раздела раствор—воздух
t, °С п
Wa (кДж/моль) при различной концентрации, моль/л
t, °С п
1 -10—7 2-10—7 3-10— 7 5-10—7 10-10—7
22 3 38,0 37,9 37,5 37,0 36,0
7 38,8 38,2 37,8 37 ,5 37,0
10 37,2 36,9 36,7 36 ,3 35 ,8
13 38,6 38,3 37,7 36,9 35,0
16 39,6 37,5 36,6 35,6 34 ,8
40 3 41,4 40,5 40,0 39,1 38,2
7 42,0 40,0 39,1 38 ,3 37,4
10 41,4 40,8 39,9 38,9 37,8
13 40,9 40,0 39,4 38,5 37,6
16 40,6 39,9 38,9 38,1 37,1
60 3 44,0 43,2 42,3 41,4 4 ,0
7 44,2 42,7 41 ,8 40 ,8 39,9
10 44,2 43,2 42,6 41,8 38,8
13 43,6 42,6 41,6 40,6 38,0
16 40 ,6 39,9 38,9 38,1 37,1
Значения работ адсорбции молекул исследованных ПАВ при ад
сорбции на поверхности раствор—воздух приведены в табл. 5. Работа
адсорбции лишь незначительно понижается с повышением концентра
ции. Известно, что в системе жидкость — газ работа адсорбции повы
шается с концентрацией ПАВ, в системе жидкость — жидкость она
практически не изменяется [7] . Следовательно, работа адсорбции на
поминает систему жидкость — жидкость. Неизменность работы адсорб
ции в рассматриваемом случае свидетельствует о плотной упаковке
молекул в адсорбционном слое. Такая упаковка возможна благодаря
жесткой структуре алифатической части оксиэтилированных 1,1,3,3-тет-
раметилбутилфенолов, в чем и проявляется их отличие от ПАВ, облада
ющих подвижной гидрофобной цепью. Этим, по-видимому, также можно
объяснить и то, что работа адсорбции ПАВ при фиксированной кон-
24Q УКРАИНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, № 3
центрации выше свободной энергии мицеллообразования при опреде
ленной температуре и длине оксиэтилированной цепи (ср. табл. 2 и 4,
где приведены термодинамические характеристики процесса адсорбции).
Ранее было указано [6] , что свободная энергия мицеллообразова
ния и работа адсорбции молекул ПАВ с подвижной алифатической ча
стью близки друг к другу. Жесткий же гидрофобный радикал не
позволяет плотно упаковываться неполярным частям молекул рассмат
риваемых ПАВ в сферических мицеллах, которые образуются в точ
ке ккм.
1. Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества: Справочник. Л . : Химия, 1979.—
376 с.
2. Петров А. А., Позднышев Г. Н. Коллоидно-химические свойства неионогенных по
верхностно-активных веществ.— Коллоид, журн., 1966, 28, № 6, с. 858—864.
3. Кофанов В. И., Клименко Н. А. Хроматографический анализ неионогенных поверх
ностно-активных веществ типа оксиэтилированных жирных спиртов.— Завод, лаб.,
1977, № 6, с. 668—670.
4. Батунер Л. M., Позин М. Е. Математические методы в химической технике.— Л . :
Госхимиздат, 1968.—822 с.
5. Практикум по коллоидной химии латексов и поверхностно-активных веществ / Под
ред. Р. Е. Неймана.— М . : Высш. школа, 1972.—175 с.
6. Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества.— Л . : Химия, 1981.—304 с.
7. Каковский И. А. Изучение физико-химических свойств некоторых органических фло
тационных реагентов и их солей с ионами тяжелых цветных металлов.— Тр. Ин-та
горного дела АН СССР, 1956, т. 3, с. 355—389.
Институт коллоидной химии и химии воды
им. А. В. Думанского АН УССР
Ленинградский технологический институт
Поступила
29 апреля 1982 г.
УДК 541.18.043
ИССЛЕДОВАНИЕ УКРУПНЕНИЯ ЧАСТИЦ В СИСТЕМАХ
ГЛИНА —МИНЕРАЛ — НАСЫЩЕННЫЙ СОЛЕВОЙ РАСТВОР
Б. М. Курилко, А. И. Лопушанская, С. И. Радин, Т. С. Слипенюк, В. П. Руди
При переработке полиминеральных руд Прикарпатья существенное зна
чение имеет интенсификация процессов разделения глинисто-солевых
суспензий. Однако выбор оптимальных условий проведения таких про
цессов ограничен из-за того, что недостаточно изучены особенности
налипания частиц глины на минералы. Процессы слипания частиц
при турбулентном потоке суспензии были изучены в работах [1, 2 ] .
Предлагаемая в них методика основывается на измерении фототока,
прошедшего или отраженного от движущихся частиц суспензий. Это
применимо при исследовании систем, содержащих относительно круп
ные частицы ( > 5 мкм), так как они в состоянии покоя быстро седи-
ментируют и точное определение оптических характеристик невоз
можно [3] .
Цель настоящей работы — количественно изучить процессы нали
пания высокодисперсных частиц гидрослюдистой глины на относитель
но крупные частицы минералов галита (NaCl) , полигалита (2CaSO 4 -
•K 2 SO 4 -MgSO 4 -2H 2 O) и лангбейнита (K 2 SO 4 -2MgSO 4 ) в зависимости
от дисперсности и концентрации последних. Дисперсионной средой слу
жил насыщенный солевой раствор по отношению к исследуемым мине
ралам следующего состава, %: MgSO 4 8,06; MgCl 2 4,37; KCl 6,29; NaCl
14,10. Благодаря полученным данным можно выбрать оптимальные
технологические режимы при переработке полиминеральных руд.
Для исследований были выбраны следующие фракции минералов,
мкм: 15—40 (I) , 40—50 (II) , 50—250 ( I I I ) . Размеры частиц гидрослю
дистой глины — в пределах до 20 мкм, причем максимум распределения
приходится на 2,0ч-0,2 мкм [4] . Естественно, крупные частицы минера-
УКРАИНСКИИ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, JV» 3 247
|