Diol 수용액에서 Cetyltrimethylammonium Bromide의 미셀형성에 관한 연구

오정희; Jung Hee Oh

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.1, 80-86, February, 2000

Export Citation

Diol 수용액에서 Cetyltrimethylammonium Bromide의 미셀형성에 관한 연구

Study on the Micellization of Cetyltrimethylammonium Bromide in Diol Solution

오정희^†

세종대학교 화학과, 서울 133-747

Jung Hee Oh^†

Department of Chemistry, Seojong University, Seoul 133-747, Korea

E-mail:

초록

디올(diol, C₂-C₅)이 첨가된 양이온 계면활성제인 cetyltrimethylammonium bromide (CTAB)의 수용액에서 임계미셀농도 (critical micelle concentration, CMC) 및 미셀의 대이온 (counterion) 결합상수 (β)값을 20~45℃의 온도 범위에서 전기전도도법으로 측정하였다. 1, n-디올이 첨가된 CTAB 수용액에서는 이들 1, n-디올이 미셀내부에 가용화되지 못하고 혼합용매 (cosolvent)의 역할을 하여 CTAB의 CMC를 증가시키는 효과를 보여주었으며 디올의 탄소사슬의 길이가 길어짐에 따라 CMC는 더욱 증가하였다. 반면에 1, 2-디올은 미셀에 가용화되어 CTAB의 CMC를 감소시켰으며 디올의 탄소 사슬의 길이가 길어짐에 따라 이러한 경향은 더욱 두드러지게 나타났다. 미셀화 자유에너지 (ΔG_m⁰)는 음의 값을 나타내며 미셀화 엔트로피(ΔS_m⁰)는 큰 양의 값을 나타내었다. 미셀화 엔탈피 (ΔH_m⁰)는 낮은 온도 (20℃)에서는 흡열과정이었으며 높은 온도 (>25℃)에서는 발열과정임을 보여주었다. 디올의 소수성 부분이 길어짐에 따라 1,n-디올의 수용액에서는 열역학적 파라미터들은 증가하는 경향을 보여주었고 1,2-디올의 수용액에서는 이들 파라미터들은 감소하는 경향을 보여주었다. 1,n-디올은 소수성 길이가 증가함에 따라 계면활성제에 대한 용매능력이 증가하였고 1,2-디올은 소수성 부분의 길이가 길어짐에 따라 디올이 미셀의 팔리세이드(palisade)층으로 깊이 침투하여 안정한 혼합 미셀을 형성함을 알 수 있었다.

The influence of diols on the critical micelle concentration (CMC) of CTAB is examined using electric conductivity method. The CMC values exhibit the tendency to increase with the length of alkyl chain of 1, n-diol. On the other hand in 1,2-diol solutions the values of CMC show the tendency to decrease with the length of the carbon chain of diols. The effect of temperature on CMC of CTAB in diol solutions has been observed in the range of 20~45℃. The free energy (ΔG_m⁰) for the micellization of CTAB is negative and the entropy change (ΔS_m⁰) has a large positive value. The enthalpy (Δ H_m⁰) is positive at low temperature (20℃) and negative at high temperature (>25℃). The thermodynamic parameters for the micellization of CTAB in 1, n-diol solutions have been observed to increase with the length of carbon chain. However in 1,2-diol solutions these values show tendency to decrease with the length of alkyl chain. These phenomena have been explaned in terms of the role of 1,n-diol as a cosolvent and in terms of the penetration of 1,2-diol into the palisade layer of CTAB micelle.

Keywords:CTAB;diol;electric;conductivity

[References]

Varadaraj R, Bock J, Zushma S, Brons N, Colletti T, J. Colloid Interface Sci., 147, 387 (1991)
Bachofer SJ, Turbitt RM, J. Colloid Interface Sci., 135, 325 (1990)
Ciccarelli D, Costantino L, D'Errico G, Paduano L, Vitagliano V, Langmuir, 14(25), 7130 (1998)
Treiner C, J. Colloid Interface Sci., 90, 444 (1982)
Forland GM, Samseth J, Hoiland H, Mortensen K, J. Colloid Interface Sci., 164(1), 163 (1994)
Rao V, Ruckenstein E, J. Colloid Interface Sci., 113, 375 (1986)
Manabe M, Kawamura H, Yamashita A, Tokunaga S, J. Colloid Interface Sci., 115, 147 (1987)
Sharma B, Rakshit AK, J. Colloid Interface Sci., 129, 139 (1989)
Mukerjee R, Roy A, J. Phys. Chem., 67, 190 (1963)
Vikholm I, Backlund S, Hoiland H, Veggeland K, Mater. Sci. Forum, 25-26, 339 (1988)
Backlund S, Rundt K, J. Colloid Interface Sci., 79, 578 (1981)
Guveli DE, J. Chem. Soc.-Faraday Trans., 78, 1377 (1981)
Almgren M, Swarup S, J. Colloid Interface Sci., 91, 256 (1983)
Zana R, Picot C, Duplessix R, J. Colloid Interface Sci., 93, 43 (1983)
Blokhus AM, Hoiland H, Gije E, Backlunds S, J. Colloid Interface Sci., 124, 125 (1988)
Oh JH, J. Korean Ind. Eng. Chem., 10(4), 628 (1999)
Oh JH, J. Korean Soc. Analtical Sci., 8, 107 (1995)
Bachofer SJ, Simonis U, Nowiski TA, J. Phys. Chem., 95, 480 (1991)
Klevens HB, J. Phys. Chem. US, 51, 130 (1948)
Klevens HB, J. Phys. Colloid Chem., 54, 1012 (1950)
Lee BH, J. Korean Chem. Soc., 38, 539 (1994)
Rakshit AK, Narayan S, Ind. J. Chem., A25, 95 (1986)
Marilyn F, Emerson MF, Haltzer A, J. Phys. Chem., 71, 3320 (1967)
Shirahama K, Matuura R, Bull. Chem. Soc. Jpn., 38, 73 (1965)
Chung JJ, Lee SW, Choi JH, J. Korean Chem. Soc., 37, 49 (1993)
Harkins WD, Mattoon RW, Mittelman R, J. Chem. Phys., 15, 763 (1947)
de la Ossa EM, Flores V, Tenside Surfactants Detergents, 24, 38 (1987)
Clint JH, Walker T, J. Chem. Soc.-Faraday Trans., 7, 946 (1975)
Lipka J, "Graphical and Mechanical Computation," Wiley, New York (1948)
Marrignau J, Basseraua P, Delord P, J. Phys. Chem., 90, 645 (1986)
Tanaka M, Kaneshina S, J. Colloid Interface Sci., 44, 525 (1973)

[Referenced By]

[1] Varadaraj R, Bock J, Zushma S, Brons N, Colletti T, J. Colloid Interface Sci., 147, 387 (1991)

[2] Bachofer SJ, Turbitt RM, J. Colloid Interface Sci., 135, 325 (1990)

[3] Ciccarelli D, Costantino L, D'Errico G, Paduano L, Vitagliano V, Langmuir, 14(25), 7130 (1998)

[4] Treiner C, J. Colloid Interface Sci., 90, 444 (1982)

[5] Forland GM, Samseth J, Hoiland H, Mortensen K, J. Colloid Interface Sci., 164(1), 163 (1994)

[6] Rao V, Ruckenstein E, J. Colloid Interface Sci., 113, 375 (1986)

[7] Manabe M, Kawamura H, Yamashita A, Tokunaga S, J. Colloid Interface Sci., 115, 147 (1987)

[8] Sharma B, Rakshit AK, J. Colloid Interface Sci., 129, 139 (1989)

[9] Mukerjee R, Roy A, J. Phys. Chem., 67, 190 (1963)

[10] Vikholm I, Backlund S, Hoiland H, Veggeland K, Mater. Sci. Forum, 25-26, 339 (1988)

[11] Backlund S, Rundt K, J. Colloid Interface Sci., 79, 578 (1981)

[12] Guveli DE, J. Chem. Soc.-Faraday Trans., 78, 1377 (1981)

[13] Almgren M, Swarup S, J. Colloid Interface Sci., 91, 256 (1983)

[14] Zana R, Picot C, Duplessix R, J. Colloid Interface Sci., 93, 43 (1983)

[15] Blokhus AM, Hoiland H, Gije E, Backlunds S, J. Colloid Interface Sci., 124, 125 (1988)

[16] Oh JH, J. Korean Ind. Eng. Chem., 10(4), 628 (1999)

[17] Oh JH, J. Korean Soc. Analtical Sci., 8, 107 (1995)

[18] Bachofer SJ, Simonis U, Nowiski TA, J. Phys. Chem., 95, 480 (1991)

[19] Klevens HB, J. Phys. Chem. US, 51, 130 (1948)

[20] Klevens HB, J. Phys. Colloid Chem., 54, 1012 (1950)

[21] Lee BH, J. Korean Chem. Soc., 38, 539 (1994)

[22] Rakshit AK, Narayan S, Ind. J. Chem., A25, 95 (1986)

[23] Marilyn F, Emerson MF, Haltzer A, J. Phys. Chem., 71, 3320 (1967)

[24] Shirahama K, Matuura R, Bull. Chem. Soc. Jpn., 38, 73 (1965)

[25] Chung JJ, Lee SW, Choi JH, J. Korean Chem. Soc., 37, 49 (1993)

[26] Harkins WD, Mattoon RW, Mittelman R, J. Chem. Phys., 15, 763 (1947)

[27] de la Ossa EM, Flores V, Tenside Surfactants Detergents, 24, 38 (1987)

[28] Clint JH, Walker T, J. Chem. Soc.-Faraday Trans., 7, 946 (1975)

[29] Lipka J, "Graphical and Mechanical Computation," Wiley, New York (1948)

[30] Marrignau J, Basseraua P, Delord P, J. Phys. Chem., 90, 645 (1986)

[31] Tanaka M, Kaneshina S, J. Colloid Interface Sci., 44, 525 (1973)