СВОЙСТВА МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРОБ В ОБРАЩЕННЫХ МИКРОЭМУЛЬСИЯХ НА ОСНОВЕ КАТИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Камнева Н.Н.; Мчедлов-Петросян Н.О., д.х.н., проф.
ХНУ имени В. Н. Каразина, г. Харьков


СВОЙСТВА МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРОБ В ОБРАЩЕННЫХ МИКРОЭМУЛЬСИЯХ НА ОСНОВЕ КАТИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Среди современных жидкофазных материалов важное место занимают прямые и обращенные микроэмульсии (рис. 1), которые являются удобными организованными средами для проведения разнообразных химических реакций и физико-химических процессов [1]. В частности, они используются в качестве нанореакторов для синтеза наночастиц. В связи с этим требуется больше информации об их свойствах. Для углубления понимания свойств наноскопической воды часто используют молекулярные пробы, такие, как индикаторные красители.



Рисунок 1 – Прямая и обращенная микроэмульсии (УВ – углеводород)


а

б
В данной работе изучали свойства красителей бромфенолового синего (рис. 2а) и сульфофлуоресцеина (рис. 2б) в обращенных Рисунок 2 а – бромфеноловый синий, б – сульфофлуоресцеин.

микроэмульсиях на основе катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) бромида цетилтриметиламмония (ЦТАБ) (рис. 3а) и гемини-ПАВ (рис. 3б).






а б

Рисунок 3 а – бромид цетилтриметиламмония, б – гемини-ПАВ.

Значения показателей так называемых кажущихся (apparent) значений констант ионизации, , найденных методом спектрофотометрии, приведены в табл. 1.

Таблиця 1 – Значения красителей в обращенных микроэмульсиях
Краситель Состав обращенных микроэмульсий
H2O/ЦТАБ/ CHCl3 H2O/
гемини-ПАВ/ CHCl3 H2O/ЦТАБ/ Бутанол/
н-C6H14 H2O/ЦТАБ/ Октанол/ Цикло-гексан
W = 5 W = 10
Сульфо-флуоресцеин 7.00±0.07 6.96±0.16 1
6.1±0.4 2 8.63±0.16 3
5.2±0.6 4 7.1±0.3 3
5.2±0.4 4
Бром-феноловый синий 2.67±0.09 5 3.14±0.07 5 3.82±0.09 5 3.1±0.3 5
1 буферные растворы ТРИС
2 фосфатные буферные растворы
3 боратные буферные растворы
4 ацетатные буферные растворы
5 растворы HCl

Значения определялись с использованием различных буферных систем.
В отличие от обращённых микроэмульсий на основе анионного ПАВ Аэрозоля ОТ, в изучаемых системах не удаётся получить высоких значений молярного отношения W = вода : ПАВ [1, 2]. В представленной работе наибольшее значение составило W = 10. Другой особенностью, обусловленной наличием в некоторых из изученных систем дополнительного компонента (ко-ПАВ), в качестве которого выступают спирты, является возможность распределения как индикаторов (в молекулярных формах либо в виде ионных ассоциатов с ионами буферных смесей либо с ЦТА+), так и самих компонентов буферных смесей.
Весьма существенное расхождение , найденных с использованием различных буферных систем, указывает на значительно большую сложность протолитических равновесий в обращенных микроэмульсиях по сравнению с прямыми микроэмульсиями и мицеллами ПАВ в водных растворах.

Список використаних джерел: 1. Rosoff M. Nano-Surface Chemistry. – New York: CRC PRESS, 2001. - 720 p. 2. Crans D.C., The Conundrum of pH in Water Nanodroplets: Sensing pH in Reverse Micelle Water Pools / D.C. Crans, N.E. Levinger // Accounts of Chemical Research. – 2012, 45(10), p. 1637-1645.