Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Asszociációs (micellás) kolloidok (vizes rendszerek)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Asszociációs (micellás) kolloidok (vizes rendszerek)"— Előadás másolata:

1 Asszociációs (micellás) kolloidok (vizes rendszerek)
A micellát alkotó molekulák felépítése: apoláris (―) + poláris (●) molekularész térben elkülönülve (amfipatikus v. amfifil molekula) Vizes oldatokban Termodinamikailag stabil kolloid rendszer; dinamikus egyensúly.

2 Asszociációs (micellás) kolloidok
c.m.c. vagy CM: kritikus micellaképződési koncentráció Vizes oldatokban

3 Micella képző anyagok Tween Dodecil-betain
Gemini-tenzidek (szimmetrikus felépítésűek)

4 Anionos gemini tenzidek
S. K. Hait and S. P. Moulik: Gemini surfactants: A distinct class of self-assembling molecules, CURRENT SCIENCE, 82, (9) 1101,,2002

5 Természetes felületaktív anyagok
Lecitin (tojássárgája, majonéz) Epesav Koleszterin Zsírok emulgeálása

6 A felületaktív anyagok jellemzése: HLB-szám
A hidrofil-lipofil karakter (a molekula polaritásának) jellemzése a HLB-számmal HLB-szám 20 A vízben való oldhatóság nő (Dirk Schmaljohan nyomán) Eredetileg nemionos tenzidekre: 0 – 20, később ionosakra is:

7 A felületaktív anyagok jellemzése: HLB-szám
Számítható a molekulát felépítő csoportok HLB-számából. A poláris csoportok száma (+), az apoláris csoportoké (-) előjelű. CSOPORTOK HLB-szám Poláris csoportok (hidrofil) COO- Na ,1 Észter ,4 Hidroxil ,9 Hidroxil (szorbitán) ,5 Apoláris csoportok (hidrofób) CH, CH2, CH3, =CH ,475

8 Előfordulhat, hogy olyan HLB-számú tenzidre van szükség, amely megfelelő formában nem áll rendelkezésre. Ilyenkor egyszerű keverési szabály alkalmazásával megkísérelhető annak “előállítása” A és B tenzidek megfelelő arányban történő összekeverésével:

9 A micellaképződés oka : 1) Molekuláris kölcsönhatások
: 2) Konfigurációs entrópia 1) Entalpia változás: a felszabaduló vízmolekulák erős H-kötéseket alakítanak ki Az apoláris láncok kölcsönhatása elhanyagolható (gyenge diszperziós vonzás). 2) Esetenként endoterm a micellaképződés: entrópia kontroll! Nő a konfigurációs entrópia micellaképződés során: az apoláris láncok konformációs állapotainak száma nagyobb a micella belsejében. Az egyedi molekulák apoláris láncait mintegy kifeszíti a vízburok! A kritikus micellaképződési koncentráció értelmezése: tömeghatás törvénye, fázisszeparációs modell

10 A kritikus micellaképződési koncentráció jelentősen függ a molekula polaritásától, valamint szerkezetétől, az ionerősségtől, egyes adalékanyagoktól és a hőmérséklettől: A cmc-t csökkentik: Az apoláris lánc hosszának növekedése A fejcsoport polaritásának csökkenése (a nemionos tenzidek cmc-je egy nagyságrenddel is kisebb lehet!) Idegen anyagok (pl. elektrolit, alkohol) jelenléte Ionerősség növekedése (különösen ionos tenzidek esetén: árnyékoló hatás, nemionos tenzideknél kisózó hatás) A hőmérséklet komplex módon hat: 1. „Szétziláló˝ hatás 2. oldhatóságot befolyásoló hatás (ebben van különbség az ionos és nemionos tenzidek között!) Míg az ionos tenzidek oldhatósága a hőmérséklet növelésével szerény mértékben nő (Krafft-jelenség), addig a nemionos tenzideké csökken (felhősödési jelenség)

11 Krafft-jelenség, Krafft-hőmérséklet (ionos tenzidekre jellemző)
A jelenség: a felületaktív anyag oldhatósága drasztikusan megnő egy bizonyos hőmérséklet felett (Krafft-hőmérséklet, ill. tartomány). A Krafft-hőmérséklet alatt az oldott anyag mennyisége nem elegendő a micellaképződéshez. Az oldhatóság azonban fokozatosan nő az ionos fejcsoportok hidratálhatóságának növekedése miatt. A Krafft-hőmérsékleten a rendszer eléri a cmc-t, ezért az oldhatóság drasztikusan megnő. A micellák oldhatósága jelentősen nagyobb, mint az egyedi molekuláké! Na-alkil-szulfátok Krafft-hőmérséklete a C-atom szám növekedésével nő:

12 Felhősödési jelenség, felhősödési hőmérséklet (nemionos tenzidekre jellemző)
A jelenség: elegendően tömény, nemionos tenzidek vizes oldata a hőmérséklet növelésével egy bizonyos, szűk hőmérséklet tartományban (felhősödési hőmérséklet) befelhősödik (opalizál, ill. zavaros lesz). A jelenség teljesen reverzibilis és jellemző a tenzid felépítésére, szerkezetére. A kereskedelmi termékeken a HLB-szám mellett a másik jellemző paraméter a felhősödési hőmérséklet. Ok: a nemionos tenzidek oldhatósága csökken a hőmérséklet növelésével (a polietilén-oxid láncok hidratálhatósága csökken). Nagymicellák keletkeznek, amelyek jelentősen szórják a fényt. Szolubilizáció (micellában való oldás) Vízben nem vagy alig oldódó anyagok (pl. szalicilsav) micellákat tartalmazó rendszerekben oldatba vihetők. A micella apoláris belseje apoláris oldószerként viselkedik, “bekebelezi” a vízben oldhatatlan anyagokat. Jelentősége: mosás, gyógyszerformálás

13 Hengeres és lemezes micellák (folyadék kristályok)
A micellák típusai Kis- és nagymicellák A kismicellák (gömb alakúak) a cmc környezetében keletkeznek, míg a nagymicellák jóval nagyobb tenzid koncentrációknál. Nagymicellák Hengeres és lemezes micellák (folyadék kristályok) Egyéb molekuláris asszociátumok: vezikulák, liposzómák, biológiai membránok

14 Egyéb molekuláris asszociátumok: vezikulák, liposzómák, biológiai membránok
víz víz Egy- és többlamellás vezikula, ill. liposzóma Lipid molekulákból Mint gyógyszer-hordozók jelentősek. Víz- és olaj-oldható anyagokat is hordozhatnak. Fokozatos hatóanyag leadás is biztosítható.

15 A sejtmembrán modellje

16 Nemvizes közegű asszociátumok
Víznyomok jelenléte a nemvizes közegben elősegíti a reverz micella keletkezését. H2O

17 Nanorészecskék előállítása redukcióval
Mikroemulzióban, fordított micellában (nanoreaktorok) Nemvizes közegben pl. oktán, víz, butanol, CTAB, FeCl3, NaBH4 Fe nanorészecskék VÍZ


Letölteni ppt "Asszociációs (micellás) kolloidok (vizes rendszerek)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések