現代の化学と応用

概要

臨界ミセル濃度の決定とGMSのミセル化の熱力学的評価

オビ・チディとイドウ・ビクター・アデバヨ

石鹸、潤滑剤、洗剤などの家庭用品や工業製品として一般的に使用されている界面活性剤が世界市場で無秩序に流通していることが、この研究のきっかけとなった。グリセロールモノステアレート界面活性剤（GMS）の臨界ミセル濃度（CMC）の測定は、それぞれ導電率とUV可視分光法を使用して評価した。溶解度の影響が定量化され、クラフト温度が得られた。熱力学的実現可能性パラメータは、Erying方程式とVant Hoff方程式を使用して評価した。CMC値は、それぞれ吸光度対界面活性剤濃度のプロットと導電率対界面活性剤濃度のプロットの急激な変化から得られた。結果は、温度が上昇すると、CMCは最初は減少し、その後、高温では水素結合の形成確率が小さくなるため、わずかに増加することを示していた。結果は、導電率とUV-可視技術を使用して得られたGMSの臨界ミセル濃度がそれぞれ4.50 × 10-2と2.40 × 10-2 moldm-3であり、クラフト温度（KT）が50°Cであることを示しました。ミセル化のギブス自由エネルギー変化（ΔG° CMC）は、温度範囲全体にわたって温度が上昇するにつれて減少することがわかりました。ミセル化のエントロピー変化（ΔS°（CMC））は、テストされた温度範囲全体で正の値を示しましたが、大きなエンタルピー変化ΔH°（CMC）は、ミセル化プロセスにおいて、疎水性鎖間の引力相互作用が、グリセロールモノステアレートのオキシエチレン鎖と水分子との強い相互作用によって妨げられたことを意味します。この研究により、UV-可視分光法の使用は、GMSの臨界ミセル濃度を決定するための非常に適切かつ簡単な方法であることが明らかになりました。この研究は、石鹸関連製品の製造や、家庭用および工業用プロセスへの応用にとって貴重な産業ツールでもあります。