مطالعه خواص ترمودینامیکی محلول سورفکتانت دوقلوی پنتان دی ا یل 1 و5 بیس (هیدروکسی اتیل متیل هگزادسیل آمونیوم برماید) با استفاده از تکنیک های فلورسانس، هدایت سنجی و کالری متری تیتراسیون همدما

درسال های اخیر دسته جدیدی از مولکول های دوخصلتی پیدا شده اند که توجه بسیاری از گروه های مختلف تحقیقاتی دانشگاهی و صنعتی را به خود جلب کرده اند به طوری که در پیشرفت تکنولوژی صنعتی سهم قابل ملاحظه ای داشته اند. یکی از اعضای این دسته، مواد فعال کننده سطحی های دوقلو می باشند. ساختار این فعال کننده های سطحی شامل دو سر آبدوست و دو دم آبگریز است که به وسیله ی یک پیوند کووالانسی فاصله دهنده به هم متصل شده اند? دم هیدروکربنی و پیوند اتصال دهنده می تواند کوتاه یا بلند، سخت یا انعطاف پذیر باشد. در این پژوهش سنتز و خالص سازی فعال کننده سطحی دوقلو پنتان ادیل 1 و 5 بیس هیدروکسی اتیل متیل هگزادسیل آمونیوم برماید انجام گردید. بررسی خواص محلول این فعال کننده سطحی با استفاده از تکنیک های هدایت سنجی, نشر فلورسانس و کالریمتری تیتراسیون همدما انجام شد. از جمله تعیین cmc در پنج دمای مختلف 20، 25،30،35 و45 به ترتیب برابر 83/1، 89/1، 11/2، 25/2و 29/2 بود، انجام گردید. اثر افزایش دما را می توان از دو دیدگاه مورد توجه قرار داد, به این ترتیب که کاهش آبپوشی گروههای آب دوست فعال کننده سطحی دوقلو در اثر افزایش دما, فرآیند میسل شدن را تسهیل می نماید و از طرف دیگر تخریب ساختار آب اطراف گروه های آبگریز به واسطه افزایش دما, نیروها و عوامل پیش برنده میسل را تضعیف می نماید. با توجه به روند افزایشی cmc با دما, اینگونه می توان ادعا نمود که عامل دوم اثر بیشتری نسبت به عامل اول در فعال کننده سطحی دوقلوی gsp دارد. تعیین عدد تجمع از جمله موارد دیگری بود که با موفقیت انجام شد. نتایج حاکی از روند افزایشی عدد تجمع با افزایش غلظت gsp بود که این امر باعث کاهش چگالی بار در سطح میسل می شود. همچنین با استفاده از نتایج این تکنیک ها پارامترهای ترمودینامیکی فرایند میسل شدن استخراج می گردد. اثر نمک هم بر مقادیر cmc و عدد تجمع متعاقبا بررسی شد. در قدرت های یونی m7-10، 6-10 و 5-10 از نمک nabr به ترتیب مقادیر cmc برابر 30/2و 16/2و 96/1 بدست آمد, همچنین درجه تفکیک یون مخالف(?) در همین قدرت های یونی به ترتیب برابر 20/0و 15/ 0و 10/0 می باشد. روند تغییرات ? و ? حاکی از خنثی شدن درصد بالایی از بار میسل توسط یون های مخالف است. بنابراین می توان عنوان کرد که یکی از عوامل اصلی در کاهش cmc، با افزایش غلظت نمک، خنثی شدن بارهای سطحی میسل است. درجه تفکیک یون مخالف را می توانیم ازنسبت شیب های ناحیه خطی منحنی قبل (m1) و بعد از نقطه بحرانی میسل شدن (m2) به دست آوریم. روند تغییرات ?-1=? با دما کاهشی بوده که نشان دهنده اتصال یون های مخالف به سطح میسل بوده که یک فرآیند گرمازا است. بنابراین معقول می باشد که پیوند شدن یون های مخالف به واسطه برهم کنش های الکتروستاتیک بین این یون ها و بارهای موجود در سطح میسل پیش برود. در مجموع، افزایش قدرت یونی باعث کاهش cmc و عدد تجمع می گردد. پارامترهای ترمودینامیکی فرآیند میسل شدن هم تعیین گردید. با افزایش cmc مقادیر ?g فرآیند میسل شدن نیز افزایش می باشد که این در واقع تأثیری بر به تأخیر افتادن فرآیند مسیل شدن با افزایش دما می باشد. مقدار منفی ?g نشان دهنده خود به خودی بودن فرآیند میسل شدن می باشد. مقدار منفی ?h نشان دهنده طبیعت گرمازای فرآیند میسل شدن است. گرمازا بودن این فرآیند می تواند به علت بر هم کنش های ممکن بین حلال و حل شونده باشد. مقادیر مثبت ?s در محلول آبی بدلیل بر هم کنش های آبگریز بین دنباله آبگریز طویل (دم هیدروفوب) فعال کننده های سطحی کاتیونی و آب اطراف آنها است که منجر به تخریب ساختار آب اطراف می شوند و نشان داده اند که فعال کننده های سطحی کاتیونی دارای مقادیر آنتروپی مثبت یا همان آنتروپی پیش برنده هستند.افزایش در مقادیر ?s نشان می دهد که تخریب ساختار آب اطراف نواحی آبگریز در اثر افزایش دما, نیروها و عوامل پیش برنده میسل تضعیف می شوند.