Micelles

Sammenligning av liposom og micelle

Micelle i vannoppløsning

Miceller (miceller av latin glimmer, klumper, 'small bite'), og foreningen kolloider nevnes, er sammen montert molekyl kompleks ( aggregater ) av amfifile molekyler eller overflateaktive stoffer .

eiendommer

I et dispersjonsmedium (vanligvis vann) binder de amfifile molekylene seg til hverandre på grunn av den hydrofobe effekten . ^[1] Denne prosessen kalles selvmontering . Miceller dannes i polare løsningsmidler som vann over en viss massekonsentrasjon , den kritiske micellekonsentrasjonen (CMC), på grunn av overflateaktive stoffers tendens til å faseseparere. Med andre ord, de hydrofile delene (hodene) av de overflateaktive molekylene stemmer overens med de tilstøtende vannmolekylene, mens de hydrofobe delene (haler) koaleserer og danner dermed sin egen fase (se grafikk). En slik micelle er vanligvis noen få nanometer i størrelse, f.eks. B. ca. 4 nm for en SDS -micelle i vann.

Omvendte miceller

Det er også miceller i organiske , dvs. ikke-polare , løsningsmidler, bare med omvendt orientering (inverse miceller, også kalt omvendte miceller). I tillegg til sfærer er det mange andre geometriske former (stenger, plater, etc.), avhengig av størrelsen og lengdeforholdet mellom hode og hale.

Omvendte miceller brukes f.eks. B. brygge ved ekstraksjon av proteiner fra gjæring . Her oppløses proteinet i kjernen av den omvendte micellen.

Supermiceller

Elektronmikroskopbilde av en vindmølllignende supermikelle (skala 500 nm ). ^[2]

Supermikeller er hierarkiske supramolekylære strukturer som består av miceller.

Flytende krystaller

Hvis en løsning inneholder svært høye konsentrasjoner av overflateaktive stoffer, kan de mange micellene danne høyere ordenstilstander, nemlig flytende krystaller .

Utdanningsenergi

Micelldannelsesprosessen foregår spontant, det vil si at den er basert på en termodynamisk likevekt . Drivkraften her er frigjøring av vannmolekyler som tidligere var assosiert med overflateaktive molekyler, noe som øker entropien . Entalpien til miceldannelse $\Delta H_{m}$ ${\ displaystyle \ Delta H_ {m}}$ $\ Delta H_ {m}$ kan beskrives som følger:

\Delta H_{m}=-n\cdot \left({\frac {\delta \ln c_{k}}{\delta T}}\right)\cdot RT^{2}

{\ displaystyle \ Delta H_ {m} = - n \ cdot \ left ({\ frac {\ delta \ ln c_ {k}} {\ delta T}} \ right) \ cdot RT ^ {2}}

{\ displaystyle \ Delta H_ {m} = - n \ cdot \ left ({\ frac {\ delta \ ln c_ {k}} {\ delta T}} \ right) \ cdot RT ^ {2}}

med

konstant $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ , varierer mellom 1 og 2 avhengig av ladningen på micellene
kritisk konsentrasjon $c_{k}$ ${\ displaystyle c_ {k}}$ $c_k$ for miceldannelse (cmc, se ovenfor)
temperatur $T$ ${\ displaystyle T}$ $T$ i Kelvin
universell gasskonstant $R.$ ${\ displaystyle R}$ $R.$ .

molar masse

Forholdet mellom molmassen M og CMC er beskrevet ved bruk av Debye -ligningen : ^[3]

{\frac {K\left(c-CMC\right)}{\tau }}={\frac {1}{M}}+2A_{2}(c-CMC)

{\ displaystyle {\ frac {K \ left (c-CMC \ right)} {\ tau}} = {\ frac {1} {M}} + 2A_ {2} (c-CMC)}

{\ displaystyle {\ frac {K \ left (c-CMC \ right)} {\ tau}} = {\ frac {1} {M}} + 2A_ {2} (c-CMC)}

med

den optiske konstanten K (avhengig av bølgelengden og brytningsindeksen til løsningsmidlet og løsningen)
konsentrasjonen c av det amfifile molekylet
den kritiske micellekonsentrasjonen CMC
turbiditeten $\tau$ ${\ displaystyle \ tau}$ $\dugg$ og
den andre osmotiske virale koeffisienten A ₂ .

Ytterligere mening

Agglomerering av asfaltener i mineraloljeprodukter omtales også som miceldannelse, f.eks. B. i fyringsolje EL .

litteratur

William M. Gelbart: Micelles, membraner, mikroemulsjoner og monolag. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4613-8389-5 , s.208

weblenker

Wiktionary: Mizelle - forklaringer på betydninger, ordopprinnelse , synonymer, oversettelser

Teoretisk introduksjon til måling av overflatespenning og CMC

Se også

Krafft -temperatur (Krafft -punkt)

Individuelle bevis

↑ Y. Moroi: Micelles. Springer Science & Business Media, 2013, ISBN 978-1-4899-0700-4 , s.1 .
^ Xiaoyu Li, Yang Gao, Charlotte E. Boott, Mitchell A. Winnik, Ian Manners: Ikke-kovalent syntese av supermiceller med komplekse arkitekturer ved bruk av romlig begrensede hydrogenbindende interaksjoner . I: Nature Communications . 6, 2015, s. 8127. bibcode : 2015NatCo ... 6E8127L . doi : 10.1038 / ncomms9127 . PMID 26337527 . PMC 4569713 (gratis fulltekst).
^ William M. Gelbart: Micelles, membraner, mikroemulsjoner og monolag. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4613-8389-5 , s.2 .

[Moroi-1] Y. Moroi: Micelles. Springer Science & Business Media, 2013, ISBN 978-1-4899-0700-4 , s.1 .

[r2-2] Xiaoyu Li, Yang Gao, Charlotte E. Boott, Mitchell A. Winnik, Ian Manners: Ikke-kovalent syntese av supermiceller med komplekse arkitekturer ved bruk av romlig begrensede hydrogenbindende interaksjoner . I: Nature Communications . 6, 2015, s. 8127. bibcode : 2015NatCo ... 6E8127L . doi : 10.1038 / ncomms9127 . PMID 26337527 . PMC 4569713 (gratis fulltekst).

[Gelbart-3] William M. Gelbart: Micelles, membraner, mikroemulsjoner og monolag. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4613-8389-5 , s.2 .

[1]

[2]

[3]