物理化学学报 >> 1985, Vol. 1 >> Issue (02): 111 -122 .doi: 10.3866/PKU.WHXB19850202

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离子型碳氟与碳氢表面活性剂在胶团及吸附层中的分子间相互作用

赵国玺; 朱(王步)瑶   

  1. 北京大学物理化学研究所胶体化学研究室
  • 收稿日期:1984-08-08 修回日期:1984-10-13 发布日期:1985-04-15

MOLECULAR INTERACTION BETWEEN IONIC FLUOROCARBON AND HYDROCARBON SURFACTANTS IN MICELLES AND ADSORPTION LAYERS

Zhao Guoxi; Zhu Buyao   

  1. Laboratory of Colloid Chemistry; Institute of Physical Chemistry; Peking University
  • Received:1984-08-08 Revised:1984-10-13 Published:1985-04-15

摘要: 本工作研究了二元表面活性剂溶液的热力学, 考虑了反离子对表面活性离子在表面相和胶团中的相互作用的影响, 得出计算分子相互作用参数β_m和β_σ的将遍公式(β_m和β_σ分别代表胶团和吸附层中的分子相互作用参数):
β_m=ln[((cmc_1)/(cmc_1~0x_(1m)))(c″_1/c′_1)~(K_1)]/x_(2m)~2
=ln[((cmc_2)/(cmc_2~0x_(2m)))(c″_2/c′_2)~(K_2)]/x_(1m)~2
β_σ=ln[((c_1(π))/(c_1~0(π)x_(1σ)))(c″_1/c′_1)~(K_1)]/x_(2σ)~2
=ln[((c_2(π))/(c_2~0(π)x_(2σ)))(c″_2/c′_1)~(K_2)]/x_(1σ)~2
作为极限情况, 此式对于非离子型表而活性剂或有过量无机电解质时可简化为:
β_m=ln[(cmc_1)/(cmc_1~0x_(1m)]/x_2m~2=ln[(cmc_2)/(cmc_2~0x_(2m)]/x_(1m)~2
β_σ=ln[(c_1(π))/(c_1~0(π)x_(1σ)]/x_2σ~2=ln[(c_2(π))/(c_2~0(π)x_(2σ)]/x_(1σ)~2
应用公式于各类型碳氟、碳氢表面活性剂二元混合溶液, 包括正离子-负离子、负离子-负离子、负离子-非离子混合体系。自表、界面张力-浓度关系计算各体系的β_m及β_σ。结果表明:(1)碳氟、碳氢正离子-负离子表面活性剂混合体系的β_m及β_σ有很大的负值, 表示有强烈的分子相互作用;(2)碳氟链与碳氢键间存在“互憎性”。这种“互憎性”在负离子-负离子混合体系及非离子-负离子混合体系中皆有明显表现;(3)表面压维持恒定时, 不论表面或溶液内部的表面活性剂的摩尔分数如何变化, β_σ值一般近于常数;(4)表面压越高则分子相互作用越强, 表现为β_σ绝对值变大。

Abstract: The thermodynamics of the solution of binary mixture of surfactants has been studied.Considering the effect of counterion on the interactions between the surf- ace active ions in the micelle and at the interface,the general equations for calcu- lating the molecular interaction parameters in the micelle (β_m) and at the interface (β_σ) have been obtained:
β_m=ln[(cmc_1)/(cmc_1~0x_(1m))(c″_1/c′_1)~(K_1)]/x_(2m)~2=ln[(cmc_2)/(cmc_2~0x_(2m)(c″_2)/(c′_2)~(K_2)]/x_(1m)~2 β_σ=ln[((c_1(π))/(c_1~0(π)x_(1σ)))(c″_1/c′_1)~(K_1)]/x_2σ~2=ln[((c_2(π))/(c_2~0(π)x_(2σ)))(c″_2/c′_1)~(K_2)]/x_(1σ)~2
For the nonionic surfactants mixtures or the ionic ones in the presence of excess of inorganic electrolytes, as a limited case, the general equations reduce to
β_m=ln[(cmc_1)/(cmc_1~0x_(1m)]/x_2m~2=ln[(cmc_2)/(cmc_2~0x_(2m)]/x_(1m)~2
β_σ=ln[(c_1(π))/(c_1~0(π)x_(1σ)]/x_2σ~2=ln[(c_2(π))/(c_2~0(π)x_(2σ)]/x_(1σ)~2
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