Реферат: Биконтинуальные типы микроэмульсий - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Биконтинуальные типы микроэмульсий

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 144 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Как разобраться в микроструктуре микроэмульс ий Эффективные ПАВ, образующие микроэмульсии при м алых концентрациях, характеризуются низкими концентрациями молекуляр но растворенного ПАВ в обеих жидких фазах. Поэтому существует ярко выраж енное деление на домены трех типов: домены масла, домены воды и мономолек улярные пленки ПАВ. Такие домены, или псевдо фазы, являются э лементами микроэмульсионных структур. Второй вопрос для обсуждения касается состояния плено к ПАВ, которые могут быть дискретными или формировать связные структуры . В ранних работах считали, что пленки ПАВ дискретны, и микро эмульсии в сегда про ставлены стру ктурами капельного типа. О д нако оказалось, что эта модель не согласуется с рядом результатов, например со стабильностью систем в шир оком интервале соотношений объемов жидких фаз. Решив вопрос, имеем ли мы дело при определенных условиях с дискретным ил и биконтинуальным типом структуры, мы перейдем к следующему вопросу, кот орый связан с формой капелек и типом биконтинуальной структуры. Измерение молекулярной самодиффузии Основным и наиболее надежным подходом при изуче нии связности микроструктуры микроэмульсий является исследование мол екулярных коэффициентов самодиффузии. Этот метод не ограничен микроэм ульсиями, он находит более широкое применение и стал также инструментом для изучения структуры кубических жидких кристаллов и других изотропн ых фаз в растворах. При изучении самодиффузии измеряют смещение молекул на бо льшие расстояния, от нескольких микрометров и более. Это означает, что мо лекулярные движения внутри таких дискретных агрегатов, как мицеллы и ка пельки микроэмульсий, не дают вклад в экспериментальные наблюдения. Самодиффузия частицы за висит от большого числа факторов: размера и формы диффундирующей частиц ы, трения и барьеров, препятствующих движению. При низких концентрациях в гомогенной среде коэффициент диффузии D сферической частицы радиусом R описывается уравнением Стокса- Эйнштейна: При типичных значениях вязкости порядка 1 мПа D равен ~ 2· 10 9 / R 9 если R выразить в A , a D – в м 2 /с. Таким образом, маленькая молекула имеет коэффициент диффузии ~10 -9 м 2 /с, что отвечает локальному движению . Если молекулы не заключены в закры тые домены и могут свободно перемещаться, они будут перемещаться на боль шие расстояния с тем же коэффициентом диффузии. Для больших частиц значе ния коэффициентов диффузии резко уменьшаются. Типичный размер капелек в микроэмульсиях имеет порядок 100 А, таким образом, коэффициент самоди ффузии будет иметь величину порядка 10 -11 м 2 /с. Существует несколько различных способов измерения коэффициентов само диффузии. Наиболее популярн методы ЯМР и радиоактивных меток. В последне м случае изучают диффузию на расстояниях в несколько миллиметров. Метод ЯМР наиболее универсален и информативен. Для регистрации молекулярных перемещений используют фурье-спектроскопию ЯМР . Метод позволяет следить за движением ядерных сп инов молекул в пространственно изменяющемся магнитном поле. Так можно и змерять диффузию на расстояниях в несколько микрометров. Регистрируем ый сигнал ЯМР состоит из в кладов разных молекул, находящихся в исследуемом образце и содержащих с пиновую метку . Ф урье-преобразование позволяет разрешить отдельные вклады. Обычно удае тся определить коэффициенты самодиффузии всех компонентов сложных жид ких смесей с хорошей точностью и всего за несколько минут. Самодиффузия растворителей в микроэмульсиях: влияние пространственных ограничений, препятствий и сольватации Исследование самодиффузии молекул масла и воды позволяет отличить структуры с дискретными капельками или мицеллами о т структур, в которых оба растворителя образуют домены, соединенные межд у собой на макроскопических расстояниях . Растворитель, заключенный в дискретных частицах, харак теризуется более низкими значениями коэффициента диффузии по сравнени ю с растворителем, образующим связанные домены. Особенность самодиффузии в основных структурах можно обо бщить следующим образом. 1. В структуре, представленной капельками воды в масле, т.е. дискретными доменами воды в не прерывной среде масла, коэффициенты диффузии воды намного меньше коэфф ициентов диффузии масла; коэффициент диффузии масла близок к значению, х арактерному для чистого масла. Диффузия воды и ПА В соответствует диффузии капелек с коэффициентом диффузии порядка 10 -11 м 2 /с или меньше. В д оменах, связанных между собой на макроскопических расстояниях, молекул ы растворителя могут быстро смещаться на большие расстояния. Молекулы р астворителя, заключенные в дискретные или замкнутые домены, диффундиру ют очень медленно, а – Набухшие вследствие со-люби лизации мицеллы или капельки микроэмульсии типа «масло в воде»; б – биконтинуальные структуры. Точки представляют меченые молекулы в начальный мом ент времени и через некот орое время . 2. В структуре, представленной капельками масла в непрерывн ой среде воды, наблюдается обратное соотношение коэффициентов диффузи и двух растворителей. 3. Биконтинуальные микроэмульсии, в которых растворители образуют домен ы, связанные на макроскопических расстояниях, характеризуются высоким и коэффициентами диффузии обоих растворителей. Диффузия ПАВ в би-контин уальных микроэмульсиях происходит с коэффициентами диффузии порядка 10 - 10 м 2 /с , т.е. гораздо б ыстрее, чем в микроэмульсиях капельного типа, так как диффузия пространс твенно не ограничена, но просто происходит медленнее, чем в молекулярных растворах. 4. В молекулярно дисперсных или бесструктурных системах все компоненты д иффундируют быстро . Приведенные простые аргументы хорошо применимы к случаю п олного разделения на домены масла и воды и пленки ПАВ и к эффективным ПАВ, т.е. ограниченно растворимым в обеих жидких фазах и способным смешивать большие количества масла и вод ы с образованием гомогенной системы. Если пространственные ограничени я менее выражены, разница значений коэффициентов диффузии уменьшается. В предельном случае молекулярно дисперсных растворов без признаков аг регирования все компоненты характеризуются быстрой диффузией. На трансляционную диффузию индивидуальных молекул и капелек растворит елей влияют барьеры, создающиеся доменами, преодолеть которые молекулы не могут. Диффузия капелек замедляется пропорционально их объемной дол е ф. Для сфер относительное торможение приблизительно выражается форму лой Молекулы растворителя в непрерывной среде, содержащей сферические кап ли, замедляются лишь умеренно, и коэффициент диффузии относительно своб одной от капель системы описывается выражением Для асимметричных капелек удлиненной или цилиндрической формы эффект пространственного ограничения умеренно выражен, как это видно из рис. Сл едует отметить, что дискообразные или сплющенные капельки сильно замед ляют диффузию растворителя даже при очень низких объемных долях. Действ ительно, присутствие более протяженных плоских ограничивающих поверхн остей приводит к снижению значения коэффициента диффузии на 2/3 уже при не больших объемных долях. Тот же эффект пространственного ограничения проявляется в структурах нулевой средней кри визны, как это уже обсуждалось в связи губчатыми и кубическими жидкокрис таллическими фазами. Зависимость диффузии от геометрии препятствий по лезна для определения микроструктур в микроэмульсиях. Диффузия растворителей сильно замедляется в пр исутствии частиц с формой сплющенных эллипсоидов или дисков и умеренно замедляется в присутствии сфер или вытянутых эллипсоидов. Показана зав исимость коэффициента пространственного ограничения , т.е. соотношения коэффициентов самодиффузии растворителя в п рисутствии частиц, препятствующих движению молекул, и чистого раствори теля, от объемной доли частиц . Молекулы ПАВ в микроэмульсионных пленках сольватированы, что еще больше замедляет диффузию растворителя. Такое замедление пропо рционально концентрации ПАВ и его можно учесть. Биконтинуальные структуры сбалансированных микроэму льсий: результаты исследования коэффициентов самодиффузии При определенных условиях все типы ПАВ могут обр азовывать микроэмульсии. Более того, состав растворителя для получения микроэмульсий можно изменять в широком интервале, варьируя температур у, концентрацию соли, ко-ПАВ и сорастворителя, а также соотношение двух ра зличных ПАВ в смеси. Имея в виду общность поведения микроэмульсий для ра зличных композиций, выберем в качестве примера систему с неионогенным П АВ. Такие системы позволяют наиболее просто проследить свойства микроэ мульсий. Микроэмульсии НПАВ можно приготовить всего из трех компоненто в, а спонтанную кривизну пленок неионогенных ПАВ можно менять, варьируя температуру, а не состав. Пр и увеличении температуры системы, находящейся в области микроэмульсио нного «канала» , коэффици ент самодиффузии воды сильно уменьшается, а коэффициент само диффузии м асла, наоборот, увеличивается. На оси ординат отложены соотношения коэфф ициентов самодиффузии растворителя, измеренных для микроэмульсии и в ч истой фазе растворителя ; на оси абсцисс – температу ра Изменение коэффициента самодиффузии при различных темпер атурах в микроэмульсионной области показано на рис. Соотношение между к оэффициентами диффузии двух растворителей сильно зависит от температу ры. При низких температурах коэффициент диффузии воды близок к коэффици енту диффузии чистой воды, тогда как коэффициент диффузии масла сильно п онижен. Это связано с тем, что масло заключено в замкнутые домены. При высо ких температурах наблюдается обратная ситуация: незатрудненная диффуз ия молекул масла и движение молекул воды, ограниченное объемом капли. При промежуточных температурах относительные коэффициенты диффузии о боих растворителей имеют более высокие значения, что указывает на образ ование биконтинуальной структуры с доменами масла и воды, связанными на макроскопических расстояниях. В точке пересечения кривых независимо о т природы ПАВ значение относительных коэффициентов самодиффузии D / Do для воды и для масла оказываются одинаковыми и приблизительно равными 0.6, что близко к теоретически рассчитанному максимальному значению D / Dq , равному 2/3. Такая ситуация отвечает препятствиям с плоской поверхностью, разрешающей трансляционные движения только в двух направлениях из тре х, или нулевой средней кривизне. Данное описание структуры биконтинуальных микроэмульсий следует из пр инципа структур с минимальной поверхностью, часто обнаруживаемых в куб ических жидкокристаллических фаза . Но микроэмульсии – это жидкости, не имеющие дальнего п орядка, поэтому для их описания используется модифицированный вариант регулярной структуры с минимальной поверхностью. Действительно, микроструктуры близки к губчатым фазам, пок азанным на рис. Главное различие состоит в том, что губчатая фаза включае т бислойные пленки ПАВ, а биконтинуальные микроэмульсии – мономолекуля рные пленки ПАВ; кроме того, в губчатой фазе все каналы заполнены водой, а в биконтину-альных микроэмульсиях каждый второй канал заполнен маслом. Влияние ПАВ на микроструктуру микроэмульсий Значение критического параметра упаковки меньш е единицы соответствует образованию структур «масло в воде», а значение больше единицы – образованию структур «вода в масле». При значениях, близких к единице, образуются либо ламелярные жидкокристаллические фазы, либо б иконтинуальные микроэмульсии. Конкуренция между этими альтернативным и структурами существует всегда, и выбор определяется гибкостью адсорб ционного слоя ПАВ. Увеличение гибкости пленки способствует образовани ю микроэмульсии. Микроструктуру микроэмульсий можно охарактеризовать и др угим способом, используя понятие о самопроизвольной кривизне монослоя ПАВ . При положительном фо рмируется структура типа «масло в воде», при отрицательном – «вода в масле» . При малой спонтанной кривизне получается или ламелярная структура, или биконтинуальная микроэмульсия. На рис. показаны микроструктуры для неионогенных ПАВ . Картина будет аналогичной и для ПА В других типов, если температуру заменить на концентрацию соли для ионог енных ПАВ. Вдоль микроэмульсионного канала от нижней левой к верхней правой части фазовой диаграммы нарастают изменения микроструктуры, включая рост ка пелек, их удлинение, контакт между ними и образование биконтинуальных ст руктур, инверсию фаз, разъединение контактов и дезинтеграцию в более мел кие капли. В перпендикулярном более узком канале реализуются только бик онтинуальные микроэмульсии. Обращает внимание сходство различных бико нтинуальных структур и ламелярной фазы. Основным фактором, зависящим от температуры и определяющим тип микроструктуры, в случае микроэмульсий на основе НПАВ является спонтанная кривизна или критический параметр у паковки, а соотношение объемов обоих растворителей играет незначитель ную роль. На рис. показаны микроструктуры на другом сечении фазовой диаграммы , т.е. при фиксированном соотношении объемов растворител ей . У сбалансированной ми кроэмульсии, т.е. у системы, в ко торой микроэмульсия образуется при самой низкой концентрации ПАВ и рав ных объемах масла и воды, микроструктура биконтинуальная. Для такой сист емы трехфазный треугольник на фазовой диаграмме симметричен по отноше нию к основанию вода-масло. Это обычно справедливо для трехфазной систем ы Винзора III, в которой промежуточная фаза имеет биконтинуальную структу ру. Микроструктуры в различных областях фазовой диаграммы, пр едставленной в виде сечения Шиноды Микроструктура м икроэмульсий, соответствующих фазовой диаграмме
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Звонили оба сотовых телефона, верещал стационарный. Настойчиво вопил Скайп. Хозяин квартиры, сидящий на унитазе истерично кричал: «В дверь позвоните кто-нибудь, суки, еще и в дверь!!!»
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Биконтинуальные типы микроэмульсий", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru