Moderne Chemie und Anwendungen

Abstrakt

Bestimmung der kritischen Mizellenkonzentration und thermodynamische Bewertung der Mizellenbildung von GMS

Obi Chidi und Idowu Victor Adebayo

Die unkontrollierte Verbreitung von Tensiden, die üblicherweise in Haushalts- und Industrieprodukten wie Seifen, Schmiermitteln und Reinigungsmitteln auf dem Weltmarkt verwendet werden, war Anlass für diese Studie. Die Bestimmung der kritischen Mizellkonzentration (CMC) des Tensids Glycerolmonostearat (GMS) wurde mittels Leitfähigkeits- bzw. UV-sichtbarer Spektroskopietechniken ausgewertet. Der Löslichkeitseffekt wurde quantifiziert und die Krafft-Temperatur ermittelt. Die thermodynamischen Machbarkeitsparameter wurden anhand der Gleichungen von Erying und Vant Hoff ermittelt. Die CMC-Werte wurden den scharfen Brüchen in den Diagrammen von Absorption gegenüber Tensidkonzentrationen bzw. Leitfähigkeit gegenüber Tensidkonzentration entnommen. Die Ergebnisse zeigten, dass mit steigender Temperatur die CMC zunächst sinkt und dann aufgrund der geringeren Wahrscheinlichkeit der Wasserstoffbrückenbildung bei höheren Temperaturen leicht ansteigt. Die Ergebnisse zeigten, dass die mithilfe von Leitfähigkeits- und UV-sichtbaren Techniken erzielte kritische Mizellenkonzentration von GMS 4,50 × 10-2 bzw. 2,40 × 10-2 moldm-3 betrug und die Krafft-Temperatur (KT) bei 50 °C erreicht wurde. Es zeigte sich, dass die Änderung der Gibbs-Freien Energie der Mizellenbildung (ΔG° CMC) über den gesamten Temperaturbereich mit steigender Temperatur abnimmt. Die Entropieänderung der Mizellenbildung (ΔS° (CMC)) zeigte über den gesamten getesteten Temperaturbereich positive Werte, während die große Enthalpieänderung, ΔH° (CMC), bedeutet, dass im Mizellenbildungsprozess die anziehende Wechselwirkung zwischen hydrophoben Ketten durch die starke Wechselwirkung der Oxyethylenketten von Glycerinmonostearat mit Wassermolekülen ausgeglichen wurde. Die Studie ergab, dass die Verwendung der UV-sichtbaren Spektroskopie eine sehr gute und einfache Möglichkeit ist, die kritische Mizellenkonzentration von GMS zu bestimmen. Diese Studie ist außerdem ein wertvolles industrielles Werkzeug für die Herstellung seifenähnlicher Produkte und deren Anwendung in häuslichen und industriellen Prozessen.