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[[Fichier: structures phospholipides solution aqueuse.svg | pouce | verticale = 1,1 | Coupe transversale des structures qui peuvent être formés en solution aqueuse par phospholipides, y compris micellaire, la liposomes et une structure lamellaire de la couche double, typique de membranes cellulaires.]] A micellaire Il est un agrégat colloïdal de molécules (Association colloïde) Se compose d'un agent tensio-actif en solution et qui existe dans équilibre avec les molécules ou ions qui se combinent pour former la micelle lui-même.[1]

généralité

micellaire
représentation graphique d'une micelle sphérique.

Les agrégats micellaires sont formés lorsque, dans des conditions de température égale ou supérieure à la température Krafft, la concentration du tensioactif, il atteint un certain niveau critique, appelé concentration micellaire critique (CMC).

Les structures des micelles peuvent avoir des formes différentes: sphérique, cylindrique, lamellaire, et discoïde. en solvants Polar habituellement la partie hydrophobe et lipophile s'oriente dans une sphère, tandis que la partie hydrophile Elle est dirigée à l'extérieur. Dans les solvants non polaires l'orientation est inversée (quelque chose micellaire inverse).[2] La micelle inverse est un agrégat très utile pour des réactions chimiques de se produire dans des moyens non-conventionnels, parce que à la place du noyau micellaire hydrophobe est de cette manière a une goutte d'eau micro (de dimensions variables) confinée dans la micelle inverse. Du point de vue de l'application est une méthode très utile de compartimentation, qui est utile pour des réactions chimiques de se produire dans des environnements non conventionnels (par ex. Demi-réactions aqueuses aseptiques).

Comme mentionné précédemment, quand un agent tensioactif est ajouté dans un milieu aqueux ne sont pas formées immédiatement micelles, à condition que ne soit pas une quantité telle à dépasser la CMC. Avant que le système atteint la CMC du tensioactif ont interphase eau - air avec les chaînes hydrophobes dans l'air et les têtes polaires vers la phase aqueuse. Lorsque la concentration en agent tensio-actif est supérieur à l'effet produit CMC émulsifiant. Par exemple, les micelles formés par la détergents ou par savons en solution aqueuse englobent en eux la saleté (graisse) favorisant leur élimination.

En plus des micelles de détergent, ils montreront aussi dans lyotropes mésophases de LCD et impliqué dans le mécanisme de nombreux processus biologiques. Les produits commerciaux à base d'eau micellaire sont utilisés dans certaines marques dermatologique comme les nettoyants pour les yeux et le visage.

La formation de micelles est exploitée dans cinétique chimique pour étudier réactions chimiques. D'autres applications courantes comprennent le recuit des produits pour 'agriculture et des substances de coloration, l'utilisation dans des préparations pharmaceutiques, procédés photographiques, en electrosyntheses organique et en tant qu'inhibiteurs corrosion. Une autre utilisation importante concerne la récupération tertiaire huile.

modèles

Le premier postulat l'existence d'ions colloïdales pour expliquer le bien conductivité électrique d'une solution de palmitate de sodium James William McBain, chimique dell 'Université de Bristol, en 1913. Il était G. S. Hartley 1935 pour décrire le premier modèle d'une micelle,[3] concevoir comme un agrégat presque sphérique taille de 50 à 200 monomères disposé avec la partie lipophile dirigée vers la zone centrale et la hydrophile vers l'extérieur. Le rayon de la micelle correspond approximativement à la longueur de l'ensemble de la chaîne hydrocarbonée, tandis que dans les couches externes sont présentes contre-ions: la couche Stern Il est formé par la partie formée par les groupes de tête d'agents tensioactifs qui entourent les contre-ions, qui sont fortement liés; la couche de Gouy-Chapmann Il est le plus à l'extérieur et contenant les contre-ions restants, qui dans ce cas sont indépendants de la micelle et peuvent être échangés librement en solution.

Il convient de noter, toutefois, que l'agrégat micellaire est électriquement neutre. La raison se trouve dans l'interaction qui entrent en jeu dans la formation d'agrégats et de leurs entités. Les chaînes hydrophobes interagissent au moyen d'interactions de courte portée, à savoir, d'être en interaction doivent être très proches les uns des autres. D'autre part, les charges des parties pour limiter polarisée- interagir selon la La loi de Coulomb, interactions à longue portée. Lors de la formation de la micelle, les groupes de tête ont tendance à se repousser les uns les autres, ce qui rend de manière qu'il présente une sorte de déformation dans le voisinage du groupe de tête. Si l'on imagine les groupes de tête complètement neutres, ceux-ci sont dans une condition qu'un inconvénient dans la formation de la micelle, puisqu'il ne fait pas partie a une charge qui peut interagir avec l'eau, puis il se avère que l'agent tensio-actif, avec sa chaîne hydrophobe, floculation. Ceci explique pourquoi, par exemple, la capacité de nettoyage d'un agent tensio-actif dépend de la concentration des ions en solution (en particulier l'ion carbonate, pour les tensioactifs cationiques). La partie des ions ne sont pas associés agrégat micellaire (à savoir ceux de la couche Stern) dépend de 'encombrement stérique des groupes de tête (ceux qui sont les plus proches de la charge).

Plus tard, en 1979, F.M. Menger fait remarquer combien il était pratiquement impossible de disposer de molécules 60 selon une symétrie radiale sans que vous aviez des formations cavité centrale. De cette façon, il a introduit le concept de « poche d'eau », selon laquelle les cavités sont remplies eau en raison de certaines chaînes de monomères qui font saillie vers l'extérieur. Le modèle micellaire est donc beaucoup plus erratique, avec un « cœur micellaire » de volume moindre que ce qui est prévu par Hartley.

Un autre modèle digne de mention est celle proposée par P. Fromherz dans 1980, qui prend en compte les micelles sous forme d'agrégats de blocs de tensioactifs, comprenant des sous-unités de doublets et de triplets qui ont des chaînes parallèles entre elles et disposées orthogonalement. La liaison avec des contre-ions diminue la répulsion possible entre les têtes ioniques, avec la micelle de sorte qu'il prend une forme presque sphérique et en même temps il est assuré un bon tassement des chaînes hydrocarbonées.

thermodynamique

Parmi les modèles les plus couramment utilisés dans l'étude des thermodynamique de micellisation supporter le « modèle de séparation de phase » et le « modèle l'action de masse».

Le modèle « séparation de phase » considère la micelle comme phase, séparée de la solution, ce qui survient à la suite d'un processus hautement coopératif qui a lieu une fois qu'ils atteignent la concentration micellaire critique de l'agent tensio-actif. En pratique, le CMC peut être assimilita à solubilité des monomères en solution.

Le « modèle d'action de masse » est basée sur l'existence d'un équilibre entre plusieurs monomères et en solution micelles. Les soldes sont exprimés par les équations de type

n A1 An (Où n = 2,3, ...)

avec constante d'équilibre , ou du type relative à des procédés consécutifs

A1 + An-1 An (Où n = 2,3, ...)

avec une constante d'équilibre .

La réalisation de la température Krafft a pour effet d'augmenter le trouble entraînant la destruction de la structure cristalline pris en charge par l'agent tensioactif. La formation de micelles est principalement liée aux facteurs entropique résultant de interaction hydrophobe les chaînes alkyles placés à l'intérieur du noyau micellaire, interaction qui empêche un contact avec de l'eau et provoque la destruction de la structure organisée dans laquelle les molécules de solvant entourent les chaînes monomère hydrocarboné. Les données expérimentales montrent que 'enthalpie micellisation généralement faible.

notes

  1. ^ (FR) micelles, en UICPA livre d'or. Extrait le 15 Octobre, 2013.
  2. ^ (FR) micelles inversées, en UICPA livre d'or. Extrait le 15 Octobre, 2013.
  3. ^ G. S. Hartley, Des solutions aqueuses de la chaîne. Paraffine Sels, une étude de la formation Micellaire, Herman and Co., Paris (1936).

bibliographie

  • W. J. McBain, Trans. Faraday Soc. 9, p.99 (1913).
  • J.M. Seddon, R. H. Templer, Polymorphisme de Lipid-Water Systems, du Handbook of Physics biologique, Vol. 1, Ed. R. Lipowsky, et E. Sackmann. (C) 1995 Elsevier Science BV ISBN 0-444-81975-4.
  • S.A. Baeurle, J. Kroener, La modélisation des interactions efficaces des agrégats micellaires de tensioactifs ioniques avec le potentiel de Gauss-Core, J. Math. Chem. 36, pp. 409-421 (2004).

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