Khi nồng độ dung dịch đạt đến nồng độ mixen của chất hoạt động bề mặt

2020-04-15 00:40:26

Có quá trình biến đổi các mixen hình thành Chất hoạt động bề mặt trong dung dịch với sự thay đổi nồng độ của dung dịch nước. Khi nồng độ Chất hoạt động bề mặt trong dung dịch rất thấp, nghĩa là khi nồng độ Chất hoạt động bề mặt trong dung dịch rất mỏng, không khí và nước gần như tiếp xúc trực tiếp. Sức căng bề mặt của nước giảm dần, tiến tới trạng thái nước tinh khiết. Chỉ có một vài phân tử chất hoạt động bề mặt trong nước. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt tăng nhẹ, các phân tử chất hoạt động bề mặt sẽ sớm tập trung lại trên bề mặt nước. Nước bao phủ sẽ làm giảm sự tiếp xúc giữa nước và không khí, sức căng bề mặt của dung dịch sẽ giảm mạnh.

Một số chất hoạt động bề mặt trong nước tập hợp lại với nhau và các nhóm kỵ nước của các chất hoạt động bề mặt này bắt đầu hình thành các mixen nhỏ. Với sự gia tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt, khi dung dịch chất hoạt động bề mặt đạt đến độ hấp phụ bão hòa, bề mặt bắt đầu hình thành một lớp đơn lớp được sắp xếp chặt chẽ. Khi nồng độ của dung dịch đạt tới nồng độ mixen của chất hoạt động bề mặt thì sức căng bề mặt của dung dịch giảm xuống giá trị thấp.

Nếu chất hoạt động bề mặt tiếp tục tăng sau khi nồng độ của dung dịch đạt đến nồng độ mixen tới hạn thì mặc dù nồng độ của dung dịch tăng nhưng sức căng bề mặt của dung dịch hầu như không còn giảm. Tại thời điểm này, số lượng mixen và số lượng tập hợp trong dung dịch tăng lên và hệ thống giải pháp bao gồm các mixen. Lò phản ứng siêu nhỏ được sử dụng để tổng hợp bột nano lúc này là các mixen, sau đó hệ thống chuyển dần sang trạng thái tinh thể lỏng. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt trong dung dịch nước đạt tới CMC, chất hoạt động bề mặt sẽ hình thành các mixen với nồng độ tăng dần, điều này được thể hiện ở bước ngoặt của đường cong sức căng bề mặt và nồng độ chất hoạt động bề mặt (đường cong r-1gc), trong khi các tính chất vật lý và hóa học khác của dung dịch không lý tưởng.

Đối với chất hoạt động bề mặt ion, các mixen do chúng tạo thành có điện tích cao hơn. Do tác dụng của lực hút tĩnh điện, một số ion nghịch sẽ bị hút xung quanh các mixen làm cho một số điện tích dương và âm triệt tiêu lẫn nhau. Tuy nhiên, lực chặn của sương mù ion được hình thành bởi các ion phản ứng tăng lên rất nhiều sau khi mixen hình thành điện tích cao, lực này có thể được sử dụng để điều chỉnh độ phân tán của bột nano. Vì hai lý do này, độ dẫn tương đương của dung dịch giảm nhanh khi tăng nồng độ sau CMC. Do đó, điểm này cũng được sử dụng để đo nồng độ mixen tới hạn của chất hoạt động bề mặt.

Cấu trúc của chất hoạt động bề mặt ion là mixen hình cầu, bao gồm lõi bên trong, lớp vỏ ngoài và lớp điện kép khuếch tán. Lõi bên trong của chất hoạt động bề mặt ion bao gồm chuỗi hydrocarbon tương tự như hydrocacbon lỏng kỵ nước, và đường kính của nó khoảng 1-2,8nm. Do nhóm phân cực lân cận - CH2 - có độ phân cực nhất định nên xung quanh lõi vẫn còn một số phân tử nước nên có nhiều nước thấm vào lõi mixen hơn. Lúc này, nhóm -CH2 - này không chỉ là phần lõi được cấu tạo từ chuỗi hydrocarbon lỏng mà còn là một phần của lớp vỏ mixen không lỏng.