آناليز فاز مايسلي و سطحي مخلوط دو جزئي از مايع يوني و ماده فعال سطحي با اندازه‌گيري كشش سطحي

َAnalysis of Surface and Micellar Phases in Binary mixture of Surfactant and Ionic Liquid by Surface Tension Measurement

اخيراً مايعات يوني با خصوصيات فعال سطحي به علت ويژگي‌هاي خاص مورد توجه قرار گرفته‌اند. در اين تحقيق، رفتار سطحي و مايسلي مخلوط دوجزئي شامل مايع يوني 1-هگزيل3-متيل ايميدازوليوم كلريد (C6mimCl) و ماده فعال سطحي كاتيوني ستيل تري متيل آمونيوم برميد (CTAB) در نسبت هاي مولي مختلف بررسي شده‌اند. براي تعيين مقدار CMC، از تكنيك‌هاي كشش سطحي استفاده شده و نتايج با تئوري‌هاي محلول‌هاي منظم (كلينت، رابينگ، روزن و ... ) ارزيابي شدند. پارامتر برهمكنش بين ماده فعال سطحي و مايع يوني(βm)، كسرمولي اجزاء ( و ) و ضريب فعاليت اجزاء ( و ) در مايسل محاسبه و تحليل شدند. پارامترهاي ترموديناميكي نظير جذب نسبي گيبس ( )، فشار سطحي در نقطه CMC (CMC)، حداقل مساحت سطح اشغال شده (Amin)، انرژي آزاد فزوني مايسلي شدن ( ) و ... نيز محاسبه و بررسي شده‌اند. نتايج، حاكي از غيرايده‌آل بودن مخلوط مايسلي و برهمكنش جاذبه بين دو جزء است. مقادير منفي βm، پديده سينرژيسم را تائيد مي‌كند. همچنين نتايج نشان مي دهد با كاهش كشش سطحي (σ)، افزايش و كاهش مي‌يابد.

Recently, ionic liquids with surface-active properties due to the specific characteristics (such as green solvent) have been considered. In this research, the interfacial and micellization behaviors of binary mixtures of an ionic liquid (1-hexyl 3-methylimidazolium chloride or C6mimCl) and cationic surfactant (Cetyltrimethyl ammonium bromide or CTAB) were studied at various mole fractions (0.1-0.9). The surface tension technique was used to determine CMC values of surfactants in pure and mixed states. In the pure components, the weak interactions between C6mimCl and water (compared with CTAB and water) increase the tendency of CTAB to adsorb at the liquid–vapor interface (higher hydrophobicity and lower CMC for CTAB). The Experimental results were analyzed according to the regular solution model developed by Client, Rubingh, Rosen and others. Interaction parameter (βm), mole fractions ( ), activity coefficients ( ) were calculated and analyzed at the micellar phase. Also, the thermodynamic parameters such as maximum surface excess (max), surface pressure ()and minimum area per molecule (Amin) calculated and investigated. The results show that the activity coefficients values are less than unity for studied system, indicating non-ideal behavior and attractive interactions between ionic liquid molecules and surfactants in the mixed micelles. Negative interaction parameter (βm) of the systems at the mixed micelle indicates the synergism of the mixing process. By reducing the surface tension (σ) increased the values of max (or decreased the values of Amin).