Krytyczne stężenie micelizacji - Polski Serwis Naukowy

Od góry do dołu: zwiększając stężenie substancji powierzchniowo czynnej powoduje zwiększenie pokrycia powierzchni międzyfazowej pomiędzy wodą a powietrzem, a później tworzenie micelli. W całym zakresie stężenia obecne są również rozpuszczone (niezagreowane) molekuły.

Krytyczne stężenie micelizacji (ang. Critical micelle concentration, CMC) - w chemii jest definiowane jako stężenie surfaktantów w roztworze, przy którym ich wolne cząsteczki sa w równowadze z formami zagregowanymi. Innymi słowy, jest to najmniejsze stężenie surfaktantu, przy którym obecne są agregaty jego cząsteczek (np. micelle, a dalsze dodawanie surfaktantu do roztworu nie zwiększa stężenia wolnych cząsteczek, a owocuje tworzeniem się dalszych form zaagregowanych).

Przemiana fazowa (przejście fazowe) to taka zmiana układu fizycznego lub chemicznego, której towarzyszy skokowa zmiana parametrów układu, np. ciepła właściwego układu lub jego składowych.

Przewodnictwo elektryczne - to zjawisko skierowanego przenoszenia ładunków elektrycznych przez dodatnie lub ujemne nośniki prądu (np. elektrony, jony) w ośrodku pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego. Zależnie od natury fizycznej ładunków wytwarzających prąd elektryczny wyróżnia się następujące rodzaje przewodnictwa elektrycznego:

Ponadto jest kilka teoretycznych definicji CMC. Jedna z nich mówi, że CMC to całkowite stężenie surfaktantów pod warunkami: jeśli C = CMC, (dF/dCt) = 0 F = a[micelli] + b[monomeru]: funkcja roztworu surfaktanta Ct: stężenie całkowite a, b: stałe propocjonalne

Ponadto wartość CMC jest zależna od metody pomiarowej, ponieważ stałe a i b są z kolei zależne od właściwości roztworu, takich jak: przewodnictwo elektryczne i właściwości fotochemiczne. Kiedy stopień agregacji surfaktantu jest monodyspersyjny, wartość CMC jest niezależna od metody pomiarowej. Z drugiej strony, gdy stopień agregacji jest polidyspersyjny, wartość CMC jest powiązana zarówno z metodą pomiarową, jak i dyspersji (taka sytuacja jest częściej spotykana).

Monowarstwa to inaczej warstwa monomolekularna (warstwa jednocząsteczkowa) lub warstwa monoatomowa, czyli warstwa o grubości odpowiadającej średnicy jednej cząsteczki (lub atomu). Jest to pojęcie pojawiające się m.in. w elektronice (produkcja elementów półprzewodnikowych) i w teorii zjawisk powierzchniowych (np. adsorpcji).

Chemia (. Współcześnie wiadomo, że przemiany substancji wynikają z praw, według których atomy łączą się poprzez wiązania chemiczne w mniej lub bardziej trwałe związki chemiczne, a także praw według których wiązania pękają i tworzą się ponownie prowadząc do przemian jednych związków w drugie co jest nazywane reakcjami chemicznymi. Chemia zajmuje się także rozmaitymi własnościami substancji wynikającymi bezpośrednio z ich budowy atomowej.

Przykładem polidyspersyjności agregowania są przejścia fazowe zależne od stężenia lipidów. Poniżej CMC lipidy tworzą na powierzchni roztworu monowarstwę, a w roztworze są w postaci monomerycznej (pojedynczych, niezagregowanych cząsteczek). Po przekroczeniu pierwszego CMC (CMC-I), lipidy organizują się w micele, a przy przekroczeniu drugiego CMC (CMC-II) w wydłużone, rurowate struktury micelarne, by powyżej trzeciego CMC (CMC-III), zwanego też punktem lamelarnym, utworzyć stosy, warstwy (lamele) struktur lamelaranych (faza heksagonalna).

Lipidy (gr. λίπος lípos – tłuszcz) – szeroka grupa występujących w naturze związków chemicznych. Zaliczają się do nich tłuszcze, woski, sterole, tak zwane rozpuszczalne w tłuszczach witaminy (jak witaminy A, D, E, K), monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy i wiele innych grup. Główne biologiczne funkcje lipidów to magazynowanie energii, tworzenie błon biologicznych i udział w przesyłaniu sygnałów.

Równowaga hydrofilowo-lipofilowa - (ang. hydrophilic-lipophilic balance, HLB) - surfaktantu jest parametrem, mówiącym w jakim stopniu jest on hydrofilowy, czy lipofilowy. Wyznacza się go obliczając wartości tych cech dla różnych regionów cząsteczki (Griffin ). Inną metodę wyznaczania HLB podaje także Davies .

Wartości poszczególnych CMC zależne są od budowy związku, jego HLB, co jest wypadkową powierzchni hydrofilowej "głowy" do długości hydrofobowego "ogona".

Bibliografia

K. S. Birdi: Handbook of surface and colloid chemistry. Boca Raton, Fla.: CRC Press, 1997. ISBN 0-8493-9459-7.

Paul C. Hiemenz, Raj Rajagopalan: Principles of colloid and surface chemistry. Nowy Jork: Marcel Dekker, 1997. ISBN 0-8247-9397-8.

Linki zewnętrzne

Teoria CMC (ang.)