Robert Maniura

Sprawozdanie z ćwiczenia nr B-15: Krytyczne stężenie powstawania miceli.

1.  Wstęp teoretyczny:

Micela zbudowana jest z jądra utworzonego z cząsteczek fazy rozproszonej oraz podwójnej warstwy elektrycznej. W skład podwójnej warstwy elektrycznej wchodzi:

-       warstwa adsorpcyjna- trwale związana z jądrem, utworzona z jonów fazy rozpraszającej;

-       warstwa dyfuzyjna.

Małocząsteczkowe związki powierzchniowo – czynne w roztworach rozcieńczonych występują w postaci pojedynczych cząsteczek. Jeżeli stężenie tych substancji wzrasta wówczas przy określonym stężeniu cząsteczki asocjują ze sobą i powstają cząstki koloidalne – micele.

Stężenie, przy którym na skutek tworzenia się agregatów, ulegają zmianie właściwości fizyczne nazywa się krytycznym stężeniem powstawania miceli CMC.

Do wyznaczenia CMC wykorzystuje się fizyczne właściwości związków powierzchniowo – czynnych, stanowiące funkcję stężenia zmieniającą się po pojawieniu się miceli w sposób mniej lub bardziej skokowy.

Zmierzone właściwości przedstawia się graficznie jako funkcję stężenia i znajduje się przez ekstrapolację przecięcia krzywych przebiegających poniżej i powyżej CMC.

Stosowaną w ćwiczeniu metodą do wyznaczenia CMC jest metoda konduktometryczna polegająca na pomiarze przewodnictwa.

Związki powierzchniowo – czynne dysocjują w roztworze wodnym i zachowują się jak mocne elektrolity. Gdy pojedyncze cząsteczki łączą się w zespoły, część przeciwjonów zostaje bezpośrednio związana z naładowaną micelą w warstwie adsorpcyjnej co powoduje zmniejszenie przewodnictwa elektrycznego.

Powyżej wartości CMC przewodnictwo równoważnikowe maleje ze wzrostem stężenia stromo, natomiast po przekroczeniu CMC maleje łagodnie.

3.   Opracowanie wyników:

Pomiaru przewodnictwa roztworów laurynianu sodu dokonane zostało za pomocą konduktometru. Na początku zmierzone zostało przewodnictwo wzorcowych roztworów KCl w celu wyznaczenia stałej naczyńka konduktometrycznego k:

gdzie: k – stała naczyńka; sKCl - tablicowa wartość przewodnictwa właściwego roztworu KCl o znanym stężeniu [1/(W*cm)]; x mierzone – wartość przewodnictwa roztworu KCl mierzona konduktometrem [1/(W*cm)].

Wartość średnia stałej naczyńka k= 0,6323 [cm-1]

Przewodnictwo właściwe roztworów laurynianu sodu wynosi:

gdzie: k – stała naczyńka; k - przewodnictwo właściwe [1/(W*cm)]; x – wartość przewodnictwa roztworu laurynianu mierzona konduktometrem [1/(W*cm)].

Przewodnictwa równoważnikowe roztworów laurynianu sodu wynosi:

gdzie: L - przewodnictwo równoważnikowe [W-1*cm2*mol–1];        k - przewodnictwo właściwe [W-1*cm–1]; cr – stężenie roztworu [mol/ dm3].