آنالیز فاز مایسلی و سطحی مخلوط دو جزئی از مایع یونی و ماده فعال سطحی با اندازه‌گیری کشش سطحی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

اخیراً مایعات یونی با خصوصیات فعال سطحی به علت ویژگی‌های خاص مورد توجه قرار گرفته‌اند. در این تحقیق، رفتار سطحی و مایسلی مخلوط دوجزئی شامل مایع یونی ۱-هگزیل۳-متیل ایمیدازولیوم کلرید (C6mimCl) و ماده فعال سطحی کاتیونی ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB) در نسبت های مولی مختلف بررسی شده‌اند. برای تعیین مقدار CMC، از تکنیک‌های کشش سطحی استفاده شده و نتایج با تئوری‌های محلول‌های منظم (کلینت، رابینگ، روزن و ... ) ارزیابی شدند. پارامتر برهمکنش بین ماده فعال سطحی و مایع یونی(βm)، کسرمولی اجزاء ( و ) و ضریب فعالیت اجزاء ( و ) در مایسل محاسبه و تحلیل شدند. پارامترهای ترمودینامیکی نظیر جذب نسبی گیبس ( )، فشار سطحی در نقطه CMC (CMC)، حداقل مساحت سطح اشغال شده (Amin)، انرژی آزاد فزونی مایسلی شدن ( ) و ... نیز محاسبه و بررسی شده‌اند. نتایج، حاکی از غیرایده‌آل بودن مخلوط مایسلی و برهمکنش جاذبه بین دو جزء است. مقادیر منفی βm، پدیده سینرژیسم را تائید می‌کند. همچنین نتایج نشان می دهد با کاهش کشش سطحی (σ)، افزایش و کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

َAnalysis of Surface and Micellar Phases in Binary mixture of Surfactant and Ionic Liquid by Surface Tension Measurement

نویسندگان [English]

  • Effat Taheri
  • Ahmad Bagheri
Department of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Recently, ionic liquids with surface-active properties due to the specific characteristics (such as green solvent) have been considered. In this research, the interfacial and micellization behaviors of binary mixtures of an ionic liquid (1-hexyl 3-methylimidazolium chloride or C6mimCl) and cationic surfactant (Cetyltrimethyl ammonium bromide or CTAB) were studied at various mole fractions (0.1-0.9). The surface tension technique was used to determine CMC values of surfactants in pure and mixed states.
In the pure components, the weak interactions between C6mimCl and water (compared with CTAB and water) increase the tendency of CTAB to adsorb at the liquid–vapor interface (higher hydrophobicity and lower CMC for CTAB). The Experimental results were analyzed according to the regular solution model developed by Client, Rubingh, Rosen and others. Interaction parameter (βm), mole fractions ( ), activity coefficients ( ) were calculated and analyzed at the micellar phase.
Also, the thermodynamic parameters such as maximum surface excess (max), surface pressure ()and minimum area per molecule (Amin) calculated and investigated. The results show that the activity coefficients values are less than unity for studied system, indicating non-ideal behavior and attractive interactions between ionic liquid molecules and surfactants in the mixed micelles. Negative interaction parameter (βm) of the systems at the mixed micelle indicates the synergism of the mixing process. By reducing the surface tension (σ) increased the values of max (or decreased the values of Amin).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surfactants
  • Ionic liquid
  • Interaction parameter
  • Synergism
  • Relative Gibbs adsorption
[1] A.W. Adamson, A. P. Gast, "Physical chemistry of surface", John Wiley & Sons, (1997), 34.

[2] N. Ren, Y. Gong, Y. Lu, H. Meng, C. Li, J. Chem. Eng. Data. 59 (2014) 189.

[3] K. R. Seddon, Nature material, 2 (2003) 363.

[4] T. Wellon, Chemical reviews, 99 (1999) 2071.

]5[ محمدعلی نسب، سحر. "بررسی هم‌افزایی مخلوط دو جزئی از مواد فعال سطحی کاتیونی و داروی آمفی فیلیک در محیط آبی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، (13۹۵).

[6] D. Mittal, N. Rubingh,"Mixed Micelle Solutions, In Solution Chemistry of Surfactants", (1979)

[7] D. Myers, "Surfactant and technology", Academic Press Chapter3 (1988).

[8] S. Durand, P. Targ, C. Treiner, J. Phys. Chem. 101 (1997) 1713.

[9] P. M. Holland, D. N. Rubingh, J. Phys. Chem., 87 (1983)1984.

[10] M. J. Rosen, Langmuir, 7 (1991) 885.

[11] K. K. Karukstis, K. Suljak, J. Phys. Chem, 102 (1996) 125.

[12] M. J. Rosen, Z. Qiong, Langmuir, 17 (2011) 3532