Các chất hoạt động bề mặt là các phân tử amphiphyl mà có phần đầu ưa nước và phần đuôi kỵ nước, chúng đã được sử dụng trong giặt rửa vào khoảng 2500 năm trước công nguyên. Trong dung dịch nước thì chúng tổ hợp tự động. Điều đó có nghĩa là chúng tổ hợp lại với nhau một các tự động để hình thành các cấu trúc tổ hợp được gọi là mixen. Loại cấu trúc này không được tìm thấy một cách rộng rãi trong tự nhiên cũng như là trong những ứng dụng của đời sống hàng ngày nhưng những năm gần đây thì chúng đã nhận được sự chú ý của nhiều nhà khoa học bởi vì khả năng điều chỉnh các cấu trúc phức tạp ở mức độ nano rất tốt.
Các tổ hợp tự động được hình thành trong những điều kiện xác định về mặt nồng độ, đó được gọi là nồng độ mixen tới hạn (critical micelle concentration – cmc)
Các tổ hợp mixen được phân lập từ dung dịch ở những nồng độ đầu khác nhau của chất hoạt động bề mặt co và nồng dộ của chất hoạt động bề mặt ở dung dịch nhận được c1 đã được xác định.
c0 ·(gL-1)-1 0.5 0.75 1 1.5
c1 ·(gL-1)-1 0.5 0.75 0.75 0.75
31.1 cmc của chất hoạt động bề mặt là bao nhiêu ?
31.2 Vì sao các phân tử amphiphyl tổ hợp với nhau trong dung dịch nước?
31.3. Hãy vẽ một giản đồ biểu thị sự phụ thuộc giữa nồng độ của chất hoạt động bề mặtvào áp suất thẩm thấu và hãy chỉ ra điểm cmc trên giản đồ. vào áp suất thẩm thấu và hãy chỉ ra điểm cmc trên giản đồ.
Có một hằng số cân bằng tổ hợp K giữa N phân tử chất A khi tổ hợp với chất B, c(A) và c(B) là nồng độ mol của monome và chất tổ hợp, và co là tổng nồng độ của monome trong dung dịch.
31.4 a) Xác định mối quan hệ giữa K, co, N và c(A).
Với N = 50 và K = 1090L49mol-49 là các giá trị của sự tổ hợp tự động một chất hoạt động bề mặt xác định.
b) Tính co; c(A) và c(B) nếu phần mol f = c(A)/co của phân tử chất hoạt động bề mặt hiện diện trong monome tương ứng là 0,9999; 0,5; 0,01; 10-3; 10-4. trong monome tương ứng là 0,9999; 0,5; 0,01; 10-3; 10-4.
Phụ thuộc vào cấu trúc của chất hoạt động bề mặt, mixen có thể có những hình dạng khác nhau. Trong bài tập này, tính chất của chất hoạt động bề mặt được quyết định bởi diện tích a của phần đầu, độ dài l của phân tử và thể tích v của phân tử, chúng kết hợp với nhau thành “thông số sắp xếp” (packing parameter) v.(a.l)-1.
31.5 Dựa trên những kiến thức sẵn có về hình học, hãy xác định thông số sắp xếp khi các phân tử amphiphyl hình thành. các phân tử amphiphyl hình thành.