Aszocicis kolloidok micellakpzds Egyes amfifil molekulk tenzidek oldatainak

Aszociációs kolloidok, micellaképződés Egyes amfifil molekulák (tenzidek) oldatainak bizonyos fizikai-kémiai tulajdonságai: - felületi feszültség - fagyáspont - ozmózisnyomás - elektromos vezetőképesség (ionos molekulák esetén) - optikai zavarosság (turbiditás) a koncentráció növekedésével szokatlan viselkedést mutatnak, a változásuk sebessége megtörik. Oka: a molekulák egy kritikus koncentráció érték fölött jellegzetes alakú asszociátumokat, úgynevezett micellákat alkotnak. Ez a koncentráció az úgynevezett kritikus micellaképződési koncentráció (c. M).

Más felépítésű amfifilek: epesavak – hidrofil és hidrofób oldal Kolát b CH 3 CH CH 3 Dezoxikolát hidrofób oldal 3 OH OH OH a O OH hidrofil oldal kólsav Tulajdonságaik jelentősen eltérnek az alifás szénláncot tartalmazó tenzidekétől. • Az aggregációs szám kisebb, mint az alifás szénláncot tartalmazó tenzideké. • A micellák méreteloszlása erősen polidiszperz. • Több kritikus micellaképződési koncentráció.

Small-féle kétlépcsős aggregációs modell hidrofób oldal hidrofil oldal másodlagos micellák elsődleges micellák

A micellaképződés termodinamikája A kritikus micellaképződési koncentráció alatt a molekulák asszociálatlanul, monomer formában vannak jelen az oldatban (és feldúsulnak a felületen), e koncentráció fölött a monomerek és a micellába rendeződött molekulák között dinamikus egyensúly áll fenn: , a folyamat egyensúlyi állandója: A kritikus micellaképződési koncentráció fölött a monomerek koncentrációja gyakorlatilag állandó A micellaképződés oka: - energetikailag kedvezőbb elrendeződést jelent, mint a szabad tenzidek jelenléte (Hardy-Harkins elv) energianyereség főleg a víz-víz kölcsönhatások kialakulásából ered! Micellaképződést segítő tagok: víz energiája Uvíz entrópiája Svíz tenzid energiája Utenzid (nemionos tenzidek esetén) Micellaképződést gátló tagok tenzid energiája Utenzid (ionos tenzidek esetén) tenzid entrópiája Stenzid A tenzid fajlagos entrópiája annál jobban csökken micellaképződéskor (és ezért annál jobban gátolja a micellaképződést), minél kisebb a tenzid koncentrációja. A többi tag koncentrációfüggetlen. Mivel a koncentráció növekedésével csak a –TDStenzid tag változik (csökken), így a szabadenergia változás is csökken, a kritikus micellaképződési koncentrációnál éri el a nulla értéket, afölött negatívvá válik. Azaz a gátló és segítő hatások a kritikus micellaképződési koncentrációnál lesznek egyforma erősek, e fölött a segítő hatások jutnak túlsúlyba, megindul a micellaképződés.

A micellák alakja lehet - gömb - henger - lemez (kettős réteg) - lamella (kettős rétegek együttese) - vezikula (görbült, zárt kettős réteg) - szabálytalan A micella alakja sok tényezőtől függ: - tenzid koncentrációja - tenzid molekulaszerkezete - oldószer - hőmérséklet - oldott idegen anyagok minősége és mennyisége

lamella

epesav másodlagos micella

Krafft pont: az a hőmérséklet, mely fölött megindul a micellaképződés (alatta a tenzid már a cmc alatt kicsapódik)

DOPC

Glc 5 Gal. NAc 4 127 125 124 128 126 110 111 113 112 109 107 108 sphingosine Gal 2 106 105 115 27 26 93 94 28 38 99 30 32 40 34 36 48 42 97104 122 98 47 120 116 92 25 29 33 100 35 41 44 37 51 101 50 39 121 31 117 91 46 24 45 95 90 23 96 102 43 22 49 118 103 20 8 59 6 12 10 18 4 67 63 14 6 52 57 64 60 53 19 17 13 11 15 9 66 58 21 7 3 68 5 62 70 6569 61 54 85 86 55 56 72 71 74 81 80 87 73 84 Glc 1 75 arachic amide 78 76 82 83 88 89 77 123 114 - 79 GM 1 2 1

Szolubilizáció biológiai rendszerekben: epesavak (zsírban oldódó tápanyag molekulák, vitaminok szolubilizációja)