Asszociációs kolloidok

Hasonló dokumentumok
1. Asszociációs kolloidok

Kolloidkémia. 2. Előadás Asszociációs kolloidok

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Habok, emulziók, szolok. Makromolekulák. Az ozmózis jelensége. Asszociációs kolloidok.

ZERVES ALAPANYAGOK ISMERETE, DISZPERZ RENDSZEREK KÉSZÍTÉSE

Felületaktív anyagok

Tisztító- és fertőtlenítőszerek

Asszociációs kolloidok

ÖNSZERVEZŐDŐ AMFIFILIKUS OLIGOMEREK

MTA DOKTORI ÉRTEKEZÉS

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Heterociklusos vegyületek

317. Emulziók előállítása, stabilitásának és reológiai tulajdonságainak vizsgálata

KARBONSAV-SZÁRMAZÉKOK

Jedlovszky Pál Eszterházy Károly Egyetem, Kémiai és Élelmiszerkémiai Tanszék Tanszék, 3300 Eger, Leányka utca 6

Asszociációs kolloidok

Asszociációs kolloidok

77. Mit értünk pozitív, ill. negatív adszorpción? Víz-levegő határfelületen mely anyagokra jellemző, és miben nyilvánul meg?

Többkomponensű rendszerek. Diszperz rendszerek. Kolloid rendszerek tulajdonságai. Folytonos közegben eloszlatott részecskék - diszperz rendszerek

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Adszorpció folyadékelegyekből 2. Elektrolit oldat

Kolloidkémia előadás vizsgakérdések

Kolloid állapotjelzık. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Doktori értekezés KATIONOS POLIELEKTROLITOK ÉS ANIONOS TENZIDEK KÖZÖTTI KÖLCSÖNHATÁS

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

Tenzidek zárványkomplex képződésének vizsgálata folyadékfázisban és adszorpciójuk tanulmányozása szilárd/folyadék határfelületen

Kolloidkémia előadás vizsgakérdések

Fordított fázisú ionpár- kromatográfia ( Reversed Phase Ion-Pair Chromatography, RP-IP-HPLC )

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000

Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

gait k, rozzák k meg solják szembeni viselkedését, szerkezetét és a talajba került anyagok (tápanyagok, szennyezıanyagok, stb.

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Mosópor vizsgálata titrálással

ANYAGI RENDSZEREK, FOLYÉKONY KOZMETIKAI KÉSZÍTMÉNYEK

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI A LIPIDEK 1. kulcsszó cím: A lipidek szerepe az emberi szervezetben

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

m n 3. Elem, vegyület, keverék, koncentráció, hígítás m M = n Mértékegysége: g / mol elem: azonos rendszámú atomokból épül fel

ozmózis osmosis Egy rendszer termodinamikailag stabilis, ha képződése szabadentalpia csökkenéssel jár, állandó nyomáson és hőmérsékleten.

β 2 verzió 1. gyakorlat ( ) 1.1. Bevezetés : savanion (pl. dodecil-szulfát) : ellenion (pl. nátrium-ion)

Kolloidkémia 5. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

Számítógépek és modellezés a kémiai kutatásokban

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

A fém kezelésének optimalizálása zománcozás eltt. Dr. Reiner Dickbreder, KIESOV GmbH Mitteilungen, 2005/3

KARBONSAVAK. A) Nyílt láncú telített monokarbonsavak (zsírsavak) O OH. karboxilcsoport. Példák. pl. metánsav, etánsav, propánsav...

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

DID-JEGYZÉK. Tisztítószer-összetevők adatbázisa januári változat. Akut mérgező hatás

Kolloid állapotjelzők. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 12. hét

7. évfolyam kémia osztályozó- és pótvizsga követelményei Témakörök: 1. Anyagok tulajdonságai és változásai (fizikai és kémiai változás) 2.

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

KÜLÖNBÖZŐ ADALÉKOK HATÁSA AZ ELLENTÉTES TÖLTÉSŰ POLIELEKTROLITOK ÉS TENZIDEK ASSZOCIÁCIÓJÁRA

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

ALKOHOLOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

Mosó- és tisztítószer-összetevők adatbázisa, változat

3. A kémiai kötés. Kémiai kölcsönhatás

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

FOLYÉKONY ÉS POR ALAKÚ MOSÓSZEREK IRRITÁCIÓS HATÁSÁNAK ÉS MOSÁSI TULAJDONSÁGAINAK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

Mucilago / Mucilagines

BIOGÉN ELEMEK Azok a kémiai elemek, amelyek az élőlények számára létfontosságúak

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Általános iskola (7-8. évfolyam)

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Indikátorok. brómtimolkék

5. gyakorlat SZOLUBILIZÁCIÓS JELENSÉGEK TANULMÁNYOZÁSA

Általános és szervetlen kémia 1. hét

MTA DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Szakmai ismeret A V Í Z

Általános kémia vizsgakérdések

A felületi kölcsönhatások

ПРОГРАМА ВСТУПНОГО ВИПРОБУВАННЯ З ХІМІЇ Для вступників на ІІ курс навчання за освітньо-кваліфікаційним рівнем «бакалавр»

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Haszongépjárművek. Professzionális termékek tisztításhoz, ápoláshoz és karbantartáshoz.

Az élethez szükséges elemek

MAGYAR ÉLELMISZERKÖNYV (Codex Alimentarius Hungaricus) /45 számú előírás (Hatodik kiegészítés)

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

A természetes vizek összetétele

MEGOLDÁS. 4. D 8. C 12. E 16. B 16 pont

Ph.D. értekezés. Páhi Barbara Annamária

Arrhenius sav-bázis elmélete (1884)

Bevezetés a talajtanba IV. A talaj szervesanyaga

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK 2003.

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Aminosavak, peptidek, fehérjék

Többkomponenső rendszerek

Folyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok

7.4. Tömény szuszpenziók vizsgálata

BIOKÉMIA. Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár.

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

ph-számítás A víz gyenge elektrolit. Kismértékben disszociál hidrogénionokra (helyesebben hidroxónium-ionokra) és hidroxid-ionokra :

Átírás:

A háromféle kolloid rendszer közül ez az egyik, amelyik termodinamikailag állandó lehet makromolekulás kolloid Asszociációs kolloidok asszociációs kolloid diszperziós kolloid A kapilláraktív anyagok a határfelületben pozitív adszorpciót szenvednek (feldúsulnak). Ez a határréteg teljes borítottságáig fokozódhat. Ha ennél is több ilyen anyagot juttatunk oldatba, a molekulák asszociátumokat képeznek egymással. Ez olyan anyagokkal játszódik le, amelyek az adott oldószerhez képest kapilláraktívak, tehát abban rosszul, de azért mégis oldódnak. Ezek az amfipatikus (amfifil) molekulák. Asszociáció: összekapcsolódás molekulák összekapcsolódása másodlagos kötıerıkkel, energianyereség gyenge: benzol molekulák erısebb: ecetsav dimerek stabil: amfipatikus molekulák (poláros és apoláros láncvéget tartalmazó molekulák Asszociációs kolloidok különleges tulajdonságai: habképzés mosó hatás nedvesítés emulgeálás Az asszociációs kolloidok számos felhasználása és elıfordulása k: Micellaképzıdés 1

Asszociációs kolloidok csoportjai: - Tenzidek: felületi feszültséget (surface tension) befolyásoló anyagok pl. szappanok, mosószerek stb. - Szerves színezékek pl. metilénkék - Emésztés anyagai: koleszterin, epesavas sók - Talaj kelátképzıi pl. huminsavak Tenzidek kategóriái a poláros végcsoport alapján: Anionos Kationos Nem ionos Egyéb (pl. amfoter v. ikerionos) Az asszociáció oka az energiaminimumra való törekvés. Az oldószerben rosszul oldódó (kapilláraktív!) molekulák elıször a felszínre törnek (pozitív adszorpció, pozitív felületi többlet), majd a felület monomolekuláris borítottsága után a tömbfázisban asszociátumokat = micellákat képeznek. A hidrofób láncvégek az energetikailag kedvezıtlen poláros - apoláros kölcsönhatás helyett egymással összekapcsolódva apoláros - apoláros kölcsönhatást hoznak létre. Az asszociátum belsejében mintegy olajcsepp van, a hidrofób láncok hidrofób közeget hoznak létre. gömbmicella inverz micella hegeres micella bikontinuus szerkezet vizes és nemvizes közegő micella kettısréteg vezikulum Lehetséges (és létezı) micellaszerkezetek. A víz/tenzid aránya, a hımérséklet, tenzidszerkezet stb. befolyásolja, hogy melyik jön létre. Híg oldatban az elsı típus. liposzóma (vezikulum) molakulaszállító képessége 2

Az asszociációs kolloidok térbeli elrendezıdése tkp. mezomorf szerkezetek létrejöttét jelenti (ld. 1. ea.). Inverz micella (apoláros közegben) csak valamilyen poláros folyadékcsepp körül keletkezhet, a fejcsoportok taszítása miatt. Az asszociációs kolloidok oldatainak tulajdonságai koncentrációfüggést mutatnak. Egy bizonyos koncentrációnál (koncentrációtartományban) az egyenesek iránytangense megváltozik. Ez a töréspont gyakorlatilag minden tulajdonság esetén ugyanott van. A törésponttól kezdıdıen a tenzid már micellákat képez, nem monomerként oldódik. 14 π 12 10 8 6 4 2 0 ozmózisnyomás CMC 0 tenzidkoncentráció 1 Az asszociációs kolloidok sok tulajdonsága töréspontot mutat a koncentráció függvényében ábrázolva. 14 I sc 12 10 8 6 4 2 0 14 1/R 12 10 8 6 4 2 0 CMC Fényszórás 0 tenzidkoncentráció 1 Ekvivalens vezetıképesség CMC 0 (tenzidkoncentráció) 1/2 1 A töréspontban kezdıdik meg a micelláris oldódás kritikus micellaképzıdési koncentráció = c.m.c. A c.m.c. a tenzidek jellemzı tulajdonsága. A micellaképzıdés megindulásától várhatók a jellegzetes tulajdonságok, pl. habzás, mosó hatás stb. 3

A micellák önként, energiabefektetés nélkül keletkeznek, létrejöttük energianyereséget jelent. A c.m.c. az adott körülmények közötti (hımérséklet, anyagi minıség, oldószer) tenzidoldat asszociációs hajlamára jellemzı. Minél rosszabbul oldódik a tenzid az adott körülmények között, annál inkább hajlamos az asszociációra. Tehát az oldódóképességet csökkentı hatások a c.m.c.-t csökkentik, vagyis elısegítik az asszociációt. A c.m.c.-t befolyásolja: A tenzid kémiai szerkezete: Telítetlenség, elágazás c.m.c.-t növeli R lánchossz növekedése a c.m.c.-t csökkenti ellenion nagyobb vegyértéke c.m.c.-t csökkenti a poláros láncvég polaritásának csökkenése a c.m.c.-t csökkenti liotróp sor szerint c.m.c. csökken nemionos tenzidek c.m.c.-je kisebb ldott idegen anyagok: a c.m.c.-t csökkentik (pl. kisózás szappanfızésnél) mert csökkentik a fejcsoportok közti taszítást, könnyebben létrejön a micella Hımérséklet hatása: Ionos és nem ionos tenzideknél különbözik Hımérséklet hatása a micellaképzıdésre ionos tenzideknél: Krafft pont. A felületaktív anyag oldhatósága megnı egy bizonyos hımérséklet felett (Krafft-hımérséklet, ill. tartomány). Az egyedi molekulák oldhatósága gyenge. A hımérséklet emelkedésével az oldhatóság nı, majd a rendszer eléri a c.m.c.-t. A micelláris oldódás nagyságrendekkel jobb a molekulárisnál. Na-alkil-szulfátok Krafft-hımérséklete a C-atom szám növekedésével nı: Hımérséklet hatása a micellaképzıdésre nem ionos tenzideknél: felhısödési pont. Elegendıen tömény, nemionos tenzidek vizes oldata a hımérséklet növelésével egy bizonyos, szők hımérséklet tartományban (felhısödési hımérséklet) befelhısödik (opalizál, ill. zavaros lesz). k: a nemionos tenzidek oldhatósága csökken a hımérséklet növelésével (a poli-etilén-oxid láncok hidratálhatósága csökken). Nagymicellák keletkeznek, amelyek jelentısen szórják a fényt. A jelenség teljesen reverzibilis és jellemzı a tenzid felépítésére, szerkezetére. A viselkedésbeli különbség a micellaszerkezet különbségére vezethetı vissza. Az ionos tenzidek micellái: gömbmicella monodiszperz, monoform az asszociációs szám nem függ a koncentrációtól szolubilizációra képes A nemionos tenzidek micellái: amorf micella polidiszperz, poliform asszociációs száma a koncentrációval nı szolubilizációra szintén képes Nem egységes mérető és alakú, nem gömb micellák. Polidiszperz, poliform, amorf. 4

Tenzidek Anionos Kationos Nem ionos Egyéb (pl. amfoter v. ikerionos) A tenzidek tehát olyan molekulák, amelyeknek egy hidrofób és egy hidrofil része is van. Ez utóbbi nem okvetlenül ionos, de mindenképpen poláros. 1. Anionos tenzidek a molekula apoláros része anionos töltést visel Anionos tenzidek: szappanok (karbonsavak sói) alkil szulfátok (sói) R- - S 3 - Na + alkil szulfonátok (sói) R- S 3 - Na + alkil-benzol-szulfonátok (ABS) szulfo-szukcinátok izetionátok taurátok szappanok (karbonsavak sói) R C - Na + savban, 2 értékő ionos közegben kicsapódnak alkil szulfátok (sói) R- - S 3 - Na + mosóporok alkotói, nem csapódnak ki alkil szulfonátok (sói) R- S 3 - Na + jól habzanak, mosópor-alkotók alkil-benzol-szulfonátok (ABS) ezeket betiltották mert környezetkárosítók szulfo-szukcinátok (borostyánkısav-származék észterei) samponokban, toalettszappanokban, bırbarát) izetionát (2-hidroxietán-szulfonát) észterei selymes, sőrő hab, bırbarát pl. Dove szappanban kokoilizetionát R-C- CH 2 -CH 2 -S 3 Na taurátok szappanokhoz hasonló tulajdonságok, fıleg habfürdıkben és samponokban. 5

szappan és glicerin keletkezése zsírok lúgos hidrolízisével 2. Kationos tenzidek: kvaterner ammónium-sók (kvatok), invert szappanok. Legalább az egyik R lánc hosszú. Minden ph-n ionosak bırön át felszívódnak, baktericidek. Hajkondícionálókban, öblítıszerekben. Szennyvisszavivık. piridíniumsók, pl. cetil-piridinium Br N + Br - 3. Nem ionos tenzidek A poláros rész nem disszociál ionosan. Gyengén vagy legfeljebb közepesen habzanak. Bırbarát, nem irritáló tenzidek. Bébikozmetikumokban, nem habzó mosóporokban használják. Élelmiszeripari emulgeátorok. Zsíralkoholok: R - CH 2 - H PEG éterek, PEG észterek Zsírsavak észterei szorbitánnal: SPAN Zsírsavak észterei PEG-szorbitánnal: TWEEN Glicerin észterei PEG-el Cukorészterek Zsíralkoholok: R- CH 2 - H CH 2 - CH 2 R- - (CH 2 - CH 2 --) n H etilén-oxid poli-etilénglikoléter (PEG-éter v. PE-éter) H Nem vízoldhatók, ezért csak adalékként, sőrítıként, habzásgátlóként. Zsírsavak észterei szorbitánnal: SPAN A szorbitol cukoralkoholból vízkilépéssel szorbitán keletkezik, ennek H csoportjai észterezhetık zsírsavakkal: SPAN-ok. Ha az egyes H csoportokhoz még poli-etoxi (PEG v. PE: poli-etilénglikol v. poli-etilénoxi) csoportok is kapcsolódnak: TWEEN-ek. CH 2 - CH 2 R- - (CH 2 - CH 2 --) H (etilén-oxid) poli-etilénglikol-éter (PEG-éter v. PEéter) Polyoxyethylene(4) lauryl ether (Brij 30) 6

szorbitán-oleát A különbözı etilénglikol-észterek, glicerin-észterek és ezek etoxilált származékai élelmiszeripari termékek emulgeátorai, stabilizátorai. Nem jól habzanak, az alkoholszármazékoknál kevésbé jó nedvesítıszerek. A kozmetikai ipar is használja ıket. szorbitán- trioleát- poli(etilén-oxid) Cukor-zsírsav észterek Élelmiszerekben emulgeálószerek 4. Egyéb tenzidek Az elıbbi kategóriákba nem sorolhatók, de rendelkeznek poláros és apoláros molekularésszel. Amfoter tenzidek Perfluórozott zsírsavak Amin-szulfátok, -szulfonátok Foszfolipidek Fehérjék Koleszterin-származékok 7

Amfoter tenzidek pl. alkil-betainok, alkil-amino-propionátok, imidazolin-vegyületek Az izoelektromos pont alatti ph-n pozitív töltést vesznek fel, afelett negatívat. Az alkil-betainok aminosavak N-trialkil-származékai. Ha az aminosav a glicin, a vegyületet betainnak nevezik (glicin-betain). [R 1 R 2 R 3 ] - N - CH 2 CH A betainok jó habzó, nedvesítı és emulgeáló tulajdonsággal rendelkeznek, elsısorban anionos tenzidek jelenlétében. CH 3 Perfluórozott zsírsavak Más felületaktív anyagok stabilizálására használják. Emulgeáló és habzó anyagok. Samponokban. CF 3 -(CF 2 ) n CH R - N + - CH 2 - C - CH 3 alkil-betain Foszfolipidek Koleszterin Epesavak (kolsav konjugátumai) koleszterinbıl keletkeznek a májban A sejmembrán modellje A micella ionos láncvégének szerepe a szerkezet kialakításában Inverz micella Inverz micella csak poláros vegyület (szolubilizátum) jelenlétében alakul ki, apoláros közegben. Pl. kenızsírok. 8

A térbeli szerkezet és a micellaképzı tulajdonság összefüggése (más hatás is van és nem mindig a térszerkezet a döntı!) A szolubilizáció (micellában való oldás) Vízben nem, vagy alig oldódó anyagok (pl. szalicilsav) micellákat tartalmazó rendszerekben oldatba vihetık. A micella apoláris belseje apoláris oldószerként viselkedik, bekebelezi a vízben oldhatatlan anyagokat. Jelentısége: mosás, gyógyszerformálás. A szolubilizáció: önként végbemegy, termodinamikailag stabil rendszert eredményez csak a c.m.c. felett számottevı a micellasúly nı 9

Mosás, mosószerek Mosószerek fıbb összetevıi: mosóaktív anyag (tenzidek, legnagyobbrészt anionos, nemhabzó mosóporban nem-ionos tenzid) vízlágyító (polifoszfátok, környezetbarát mosószerekben pl. zeolit ioncserélık) oxidatív fehérítık: perborátok optikai fehérítık, pl. kumarin-származékok, az U.V.-fényt kék fényként sugározzák vissza, ezzel kompenzálják a ruha sárgás színét enzimek: proteázok, amilázok, lipázok, cellulázok (vékony szálakat leemésztik a ruháról, durva tapintása megszőnik) puhítók (ugyanezek vannak az öblítıkben is): kationos tenzidek, rákötnek az anyagra és zsírozzák a szálakat. Hajmosószerek: A haj izoelektromos pontja 3,67, efölötti ph-n már negatív töltést vesz fel, ezért kationos tenzid nem használható a hajmosószerekben, mert visszaköti a szennyezést a hajra. Az anionos tenzidek sókötéssel a fejbır fehérjéihez kötnek és elısegítik a felhám leválását, vagyis korpásodást okoznak, + kemény vízben az oldhatatlan kalcium-szappan ráragad a hajra és fénytelenné teszi (savas öblítés) A nemionos tenzidek nem habzanak, ezért a fogyasztók nem fogadják el. Az emésztési folyamatban a zsírok emésztésében is asszociációs kolloidok vesznek részt, ezek emulgeálják a zsírt. Így jut át a zsír a bélfalon, a vizes közeg ellenére. Epesavak: glikokolsav, taurokolsav taurin aminosav glicin aminosav Taurokolsav, az emésztési folyamat asszociációs kolloidja Glikokolsav 10