kritická micelární koncentrace (KMK)

kritická micelární koncentrace (KMK)
critical micelle concentration (cmc)

Koncentrace, při níž se v pravém roztoku micelárního koloidu začínají tvořit micely. Není vysoká, pro různé látky kolísá v rozmezí 10^–5 až 10^–3 mol dm^–3. Pod touto koncentrací je micelární koloid v systému pouze ve formě unimerních molekul, nad ní všechny přidávané molekuly asociují do micel.

Kritická micelární koncentrace závisí

na délce a struktuře uhlovodíkového řetězce

Hodnota KMK s rostoucí délkou uhlovodíkového řetězce klesá. V homologické řadě ionogenních micelárních koloidů může být závislost KMK na počtu uhlíků n_C vyjádřena vztahem

kde A je pro danou homologickou řadu konstanta závislá na teplotě, povaze a množství hydrofilních skupin a na substituentech v uhlovodíkovém řetězci. Konstanta B se mění s počtem iontových skupin.

Rozvětvení uhlovodíkového řetězce, přítomnost dvojných vazeb, polární substituce v alkylovém řetězci a přemístění iontové skupiny od konce do středu řetězce vedou ke zvýšení KMK, zatímco připojení benzenového jádra k alkylovému řetězci vede ke snížení KMK.
na vlastnostech hydrofilní skupiny

Vliv hydrofilní skupiny na KMK je dán její povahou a zejména nábojem. Při stejné délce uhlovodíkového řetězce je KMK neionogenních PAL nižší než ionogenních. Hodnoty KMK neionogenních PAL značně závisí na rozměrech a povaze hydrofilní skupiny, u ionogenních PAL jsou mezi různými hydrofilními skupinami malé rozdíly.
na vlastnostech protiiontů vzniklých disociací (u ionogenních micelárních koloidů)

Vliv protiiontů vzniklých disociací na hodnotu KMK závisí především na jejich mocenství. KMK klesá se zvyšujícím se nábojem protiiontů.
na přítomnosti dalších látek v roztoku

Jednoduché anorganické elektrolyty snižují hodnotu KMK a to tím více, čím vyšší je koncentrace elektrolytu a čím vyšší je mocenství opačně nabitého iontu. Vliv elektrolytů na KMK neionogenních micelárních koloidů je méně výrazný než u ionogenních typů.

Přítomnost neelektrolytů se projevuje různě. Např. lineární alkoholy s dlouhým řetězcem snižují KMK tím více, čím větší je koncentrace alkoholu a délka alifatického řetězce. Nepolární látky mají na KMK většinou malý vliv. Silně polární látky (dioxan, močovina) mají komplexní účinky.
na teplotě a tlaku

S rostoucí teplotou se hodnota KMK může zvyšovat (obvykle u kationogenních micelárních koloidů) nebo snižovat (obvykle u neionogenních typů) a teplotní závislost KMK může vykazovat i zřetelné minimum.Vliv tlaku na KMK je poměrně malý i v oblastech velmi vysokých tlaků.

Zjišťování hodnoty KMK

Při kritické micelární koncentraci se v důsledku vzniku micel mění směrnice koncentračních závislostí mnohých fyzikálně-chemických vlastností roztoků micelárních koloidů. Jak ukazuje obr. 1, je tato změna zvláště výrazná u povrchového napětí, molární vodivosti, osmotického tlaku a turbidity. Hodnoty KMK stanovené z koncentračních závislostí různých veličin nemusí však být úplně shodné, protože vlastnosti systému jsou tvorbou micel ovlivňovány různým způsobem.

Obr. 1 Fyzikální vlastnosti roztoků micelárních koloidů

Při vyšších koncentracích byl na křivce koncentrační závislosti fyzikálně-chemických vlastností v některých případech pozorován další zlom, který odpovídá tzv. druhé kritické micelární koncentraci a je vysvětlován změnami v typu agregace, interakcích micela-micela, monomer-micela apod.

Grafy souvislostí do úrovně: I

kritická micelární koncentrace (KMK)critical micelle concentration (cmc)

kritická micelární koncentrace (KMK)
critical micelle concentration (cmc)