В океане мировой литературы по поверхностно-активным веществам (ПАВ) видное место занимает раздел, посвященный растворам коллоидных ПАВ и их мицеллам. В последнее десятилетие, благодаря изобретению новых методов исследования и развитию компьютерной техники, эта область переживает определенный бум, и число публикаций, а их уже многие сотни, неуклонно возрастает. Как и везде, число теоретических работ на порядок меньше. Про теорию можно сказать, что она в начале своего пути: многое уже установлено, но еще больше предстоит сделать.
Чтобы пояснить ситуацию, проведем аналогию с химической кинетикой. В ней есть «легкая» часть — «формальная» кинетика, которую можно с успехом развивать, не вникая в смысл констант, и весьма трудная часть —теория переходного состояния, которая раскрывает смысл констант скоростей химических реакций. Точно так же, хотя здесь речь идет преимущественно о термодинамике, существует теория мицеллообразования (его можно сравнить с химической реакцией), основанная на законе действия масс, и теория самих мицелл. Первая достаточно развита и без проникновения в смысл константы мицеллообразования объясняет как само это явление, так и влияние на него внешних факторов — концентрации, температуры, посторонних веществ и т. п. Но, чтобы понять смысл константы мицеллообразования, нужна теория самих мицелл, а она только формулируется и встречает серьезные трудности. По существу, мы до сих пор не знаем, что такое мицелла, — это один из самых необычных и своеобразных объектов химии.
Автором выдвинута собственная концепция мицелл как двумерно жидких и одномерно (в радиальном направлении) твердых объектов, которая и разрабатывается в данной монографии. Она формулируется в главе 3, после чего на ее основе строится термодинамика мицелл как фазовых частиц (глаза 3), электростатика ионной мицеллярной ячейки (глава 4), теория полиморфизма (глава 5) и полидисперсности мицелл (глава 6).
В главе 2 излагается теория мицеллообразования, основанная на законе действия масс. Речь идет в основном о вещах известных, но не всегда правильно и последовательно описываемых в литературе —можно сказать, что автор попытался навести здесь некоторый порядок. Кроме того, подвести итоги в этом важном и давно развиваемом направлении представляется необходимым. Что касается вводной главы I, то она содержит формулировку основных положений физико-химии ПАВ и обеспечивает понимание всего остального материала книги. В заключительной главе 7 описывается практически важное явление солюбилизации и рассматривается переход от мицелл к микроэмульсии.
Монографии, охватывающей все проблемы мицеллообразова-ния, в мире еще нет, хотя потребность в ней очень велика. Если иметь в виду описание равновесных мицеллярных систем, то данная книга является наиболее полной и в определенной мере покроет дефицит в этой области, остро ощущаемый в отечественной монографической и учебной литературе. В том, что она сможет послужить хорошим подспорьем при изучении коллоидной химии вузе, автор убедился на своем лекционном опыте в Санкт-Петербургском университете. Но все же главная роль этой книги — стимулировать дальнейшие исследования. Приглашая читателей в увлекательный мир мицелл, автор надеется видеть их своими сподвижниками и доброжелательными критиками.
ОГЛАВЛЕНИЕ
-. . Предисловие 3
Глава 1. Поверхностно-активные вещества в растворе и на поверхности 5
§ 1, Поверхностная активность и поверхностно-активные вещества 5
§ 2. Гидрофильно-липофильный баланс 8 -§ 3. ПАВ на межфазной границе. Гидрофильно-гидрофобный баланс 16
§ 4. Адсорбция ПАВ 24
§ 5. Уравнение адсорбции Гиббса. Правило Траубе 29
§ 6. Приложение уравнения адсорбции Гиббса к ионным ПАВ 32
=-§ 7. Определение адсорбции ПАВ по модулю упругости жидких пленок 39
'§ 8. Коэффициент активности и домицеллярная агрегация ПАВ в растворе 42
§ 9. Критическая концентрация мицеллообразования 44 •§ 10. Температурная область мицеллообразования. Точка и граница Крафта.
Точка помутнения 48 § 11. Мицеллообразование как фазовый переход второго рода 56
Глава 2. Квазихимический подход к описанию мицеллообразования 59
§ 12. Термодинамика мицелл яр ног о раствора 59 § 13. Заряд ионной мицеллы. Степень связывания противоионов 64
§ 14. Ионный мицеллярный раствор 67 § 15. Условие агрегативного равновесия. Закон действия масс 74
§ 16. Мицеллообразование в квазихимической модели 78 § 17. Общие определения ККМ. и их приложение к квазихимической
модели 85
§ 18. Стандартное сродство мицеллообразования 93
§ 19. Стандартные термодинамические функции мицеллообразования 98
•§ 20. Зависимость ККМ. от длины углеводородной цепи молекулы ПАВ 105
§ 21. Зависимость ККМ ионного ПАВ от концентрации постороннего
электролита 109
§ 22. Концентрация свободных ионов 111
§ 23. Изотерма поверхностного натяжения мицеллярного раствора 116 § 24. Недостаточность квазихимического подхода 125
г Г л а в а 3. Мицелла как фазовая частица 128
§ 25. Строение мицелл 128 § 26. Фазовый подход к описанию мицеллообразования 133
§ 27. Механика сферической мицеллы 136 § 28. Термодинамика сферической мицеллы 145
Глава 4. Электростатика мицеллярной ячейки 155
§ 29, Термодинамика заряжения 155
•§ 30. Двухстадийный процесс заряжения. Приближение среднего поля 161
§ 31. Включение гидрофобного взаимодействия 166
§ 32. Статические модели 168
§ 33. Линеаризованное уравнение Пуассона — Больцмана 172
§ 34. Нелинеаризованное уравнение Пуассона — Больцмана 180
§ 35, Модифицированное нелинеаризованное уравнение Пуассона —
Больцмана 183
§ 36. Влияние электростатических взаимодействий на стандартное сродство мицеллообразования и ККМ 186
Глава 5. Полиморфизм мицелл 188
§ 37. Покоящаяся мицелла 188 § 38. Механика искривленного монослоя ПАВ !89
§ 39. Условия упаковки монослоя ПАВ 191 § 40. Обобщенный принцип Гиббса — Кюри 194
§ 41. Сферическая мицелла 197 § 42. Механика цилиндрической мицеллы 203
У§ 43. Применение обобщенного принципа Гиббса — Кюри к цилиндрической - •• '• • "" " мицелле 207
§ 44. Механика пластинчатой мицеллы 211 § 45. Применение обобщенного принципа Гиббса — Кюри к пластинчатой
мицелле 213
§ 46. Сравнение цилиндрической и пластинчатой мицеллы 215 § 47. Везикула 219
Глава 6. Полидисперсность мицелл 228
§ 48. Условия равновесия и устойчивости полидисперсной агрегативной
системы 228 § 49. Распределение молекулярных агрегатов по числам агрегации в мицел-
лпрной системе 231
§ 50. Термодинамические свойства устойчивых и неустойчивых частиц агрегативной системы 244 § 51. Влияние взаимодействия частиц на форму кривых распределения 248
Глава 7. Солюбилизация. Микроэмульсии 251
§ 52. Солюбилизационная емкость 251
§ 53. Стабилизирующее действие ПАВ в эмульсиях 264
§ 54, Обращение фаз и область ГЛБ 269
Библиографический список 272
§ 33. Линеаризованное уравнение Пуассона — Больцмана 172
§ 34. Нелинеаризованное уравнение Пуассона — Больцмана 180
§ 35. Модифицированное нелинеаризованное уравнение Пуассона —
Больцмана 183
§ 36. Влияние электростатических взаимодействий на стандартное-сродство мицеллообразования и ККМ 186
Глава 5. Полиморфизм мицелл 188
§ 37. Покоящаяся мицелла 188 § 38. Механика искривленного монослоя ПАВ 189
§ 39. Условия упаковки монослоя ПАВ 191 § 40. Обобщенный принцип Гиббса — Кюри 194
§ 41. Сферическая мицелла 197
§ 42. Механика цилиндрической мицеллы 203
У§ 43. Применение обобщенного принципа Гиббса — Кюри к цилиндрической
мицелле 207
§ 44. Механика пластинчатой мицеллы 211 § 45. Применение обобщенного принципа Гиббса—Кюри к пластинчатой
мицелле 213
§ 46. Сравнение цилиндрической и пластинчатой мицеллы 215 § 47. Везикула 219
Глава 6. Полидисперсность мицелл 228
§ 48. Условия равновесия и устойчивости полидисперсной агрегативной
системы 228 § 49. Распределение молекулярных агрегатов по числам агрегации в мицел-
лярной системе 231
§ 50. Термодинамические свойства устойчивых и неустойчивых частиц агрегативной системы 244 § 51. Влияние взаимодействия частиц на форму кривых распределения 248
Глава 7. Солюбилизацин. Микроэмульсии 251
§ 52. Солюбилизационная емкость 251
§ 53. Стабилизирующее действие ПАВ в эмульсиях 264
§ 54. Обращение фаз и область ГЛБ 269
Библиографический список 272
Цена: 150руб.
