химический каталог




МИКРОЭМУЛЬСИИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

МИКРОЭМУЛЬСИИ, многокомпонентные жидкие коллоидные системы (микрогетерог. жидкости), характеризующиеся термодинамическое устойчивостью. Обычно прозрачны или слабо опалесцируют. Образуются самопроизвольно при смешении двух жидкостей с ограниченной взаимной раствори-мостью (в простейшем случае при смешении воды и углево дорода) в присутствии мицеллообразующих ПАВ. Как правило, система содержит также электролит и немицеллообразую-щее ПАВ (спирт, амин, эфир или др.), называют ко-ПАВ (или со-ПАВ). Размер частиц дисперсной фазы (микрокапсль) составляет 10-100 нм.

При изменении числа компонентов, состава или температуры в системе происходят макроскопич. фазовые превращаются, которые подчиняются фаз правилу и анализируются с помощью диаграмм состояния. Обычно строят "псевдотройные" диаграммы, рассматривая в качестве одного компонента углеводород (масло), в качестве другого-воду и электролит, в качестве третьего-ПАВ и ко-ПАВ. В плоскости треугольника составов (см. Многокомпонентные системы)кривая отделяет область 1 существования однородной (в макроскопич. смысле) МИКРОЭМУЛЬСИИ от областей, где МИКРОЭМУЛЬСИИ расслаивается (см. рис.). Однородная МИКРОЭМУЛЬСИИ в зависимости от состава или природы компонентов может представлять собой либо равномерную смесь (ко-солюбилизат) всех компонентов, либо лиотроп-ную жидкокристаллич. фазу (мезофазу). Непосредственно вблизи кривой сосуществуют набухшие мицеллярные системы типов ПАВ-вода с солюбилизир. углеводородом (область Г) и ПАВ - углеводород с солюбилизир. водой (область 1:). Расслаивающаяся МИКРОЭМУЛЬСИИ представляет собой набухшую мицеллярную систему углеводород-вода, которая в зависимости от условий (состав, температура, природа компонентов и др.) равновесно сосуществует либо с избытком почти чистого углеводорода (MI), либо с избытком воды (МII, либо с избытком обоих чистых компонентов (MIII).


Концентрационные треугольники для системы вода (В) - углеводород (У)-ПАВ (а) и фазовые переходы между ти пами микроэмульсий (б). 1-однородная (в макроскопич. смысле) микроэмульсия, 1» и 1:-мицеллярные системы на основе ПАВ, MI, MII, MIII-расслаивающиеся микро эмульсии с избытком углеводорода, воды и обеих сред соответственно.


MI и МII, а также набухшие мицеллярные системы на основе ПАВ (области 1» и 1:) хорошо описываются моделью сферич. монодисперсных невзаимодействующих микрокапель, равномерно распределенных в дисперсионной среде, а именно: MI и система типа 1»-дисперсии микрокапель углеводорода в водной среде, МII и система типа 1:-дисперсия микрокапель воды в углеводородной среде. Микрокапли в этих дисперсиях стабилизированы монослоями ПАВ и ко-ПАВ. MIII не описываются сферич. моделью. Для них предложено несколько моделей, из которых наиболее распространение получила модель губчатой структуры с хаотич. распределением микрообластей воды и масла, разделенных тончайшими пленками (бислоями) ПАВ.

Фазовые переходы MIMIII МII при постоянных температуре и кол-вах воды и углеводорода вызываются изменением концентраций электролита, ПАВ или ко-ПАВ. На рис. схематически показан постепенный переход от MI (микрокапли углеводорода в воде) к MIII и МII (микрокапли воды в углеводороде). Наиб. подробно исследовано изменение содержания в системе электролита, который влияет на межчастичное взаимодействие, а также изменяет коэффициент распределения ПАВ между водной и углеводородной средами.

Помимо содержания электролита, фазовому переходу способствуют: увеличение длины алкильной цепи ПАВ, степень ароматичности масла, введение в качестве ко-ПАВ высших маслорастворимых спиртов, повышение температуры (в случае не-ионогенных ПАВ). Фазовый переход наблюдается также при уменьшении длины цепи (числа атомов С) в углеводороде, уменьшении числа оксиэтиленовых групп в ПАВ, введении в качестве ко-ПАВ короткоцепочечных водорастворимых спиртов и снижение температуры (для большинства ионогенных ПАВ).

Информацию о структуре МИКРОЭМУЛЬСИИ, состоянии межфазных пленок, межчастичных взаимодействие и др. получают по данным светорассеяния, фотон-корреляц. спектроскопии, малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов, ЭПР, ЯМР и др.

М.-лиофильные системы (см. Лиофильность и лиофоб-ность). Образование микрокапель размером 5-10 нм соответствует очень низким значениям межфазного натяжения s12 на границе между равновесно сосуществующими жидкими фазами-до 10-2 -10-3 Н/м. При переходах MIMIII или МII MIII значение s12 достигает 10-4-10-6 Н/м.

Для многих МИКРОЭМУЛЬСИИ найдены критической точки, в которых исчезает граница между сосуществующими фазами. О приближении к критической точке свидетельствует резкое повышение электрический проводимости МИКРОЭМУЛЬСИИ (на 4-5 порядков), увеличение размера капель и их бесконечное агрегирование (перколяция). В рамках флуктуац. теории критических явлений радиус корреляции флуктуации концентрации (состава системы) связан степенной зависимостью с температурой, количеством солюбилизиро-ванного в микрокапле компонента, концентрацией электролита и др.

Применение МИКРОЭМУЛЬСИИ обусловлено их способностью поглощать большие объемы воды или углеводородной жидкости, а также солюбилизировать в микрокаплях примеси и загрязнения. Перспективно использование МИКРОЭМУЛЬСИИ для повышения неф-теотдачи (коэффициент извлечения нефти из пластов), поскольку системы типа MI (в избытке нефть) или МII (в избытке вода) характеризуются очень низкими значениями межфазного натяжения. Это позволит снизить расход ПАВ по сравнению с чисто водными дисперсиями ПАВ, закачиваемыми в пласт; кроме того, увеличивается подвижность нефти, облегчается ее отрыв от твердой породы, ускоряется слияние макрокапель нефти (коалесценция). МИКРОЭМУЛЬСИИ обладают эффективным моющим и дезинфицирующим действием, являются удобной формой для диспергирования лек. ср-в, растворителей и др., служат средой для проведения химический реакций (см. Мицеллярный катализ). МИКРОЭМУЛЬСИИ являются комплексы вода-липид-белок, которые участвуют в метаболизме жиров, липо-протеинов и т. п. МИКРОЭМУЛЬСИИ с перфторир. углеводородами-перспективные кровезаменители.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.02.2017)