В целях практического применения данного класса соединений в настоящей работе исследованы коллоидно-химические свойства цетилпиридиний бромида (ЦПБ), додецилпиридиний бромида (ДДПБ), цетилтриэтиламмоний бромида (ЦТЭАБ), цетилтриметиламмоний хлорида (ЦТМАХ), в водных растворах при pH = 3; 5,4; 9 и в присутствии добавок хлорида натрия.
Методом максимального давления в пузырьке воздуха получены изотермы поверхностного натяжения на границе водный раствор - воздух (σ), из которых известным способом найдены значения поверхностной активности (G), критической концентрации мицелообразования (ККМ) и некоторые характеристики насыщенного адсорбционного слоя на границе раствор - воздух: предельная адсорбция (Гmax) и площадь молекулы в насыщенном слое (S0).
Все соединения обладают высокой поверхностной активностью: ЦПБ снижает поверхностное натяжение воды до 36 н/м, ДДПБ до 42 н/м, ЦТЭАБ до 48 н/м, ЦТМАХ до 43 н/м. Присутствием в растворе нейтрального электролита NaCl не меняет форму изотерм поверхностного натяжения, но сами кривые идут круче и при достижении ККМ наблюдается понижение поверхностного натяжения (в случае ЦПБ σ уменьшается до 31 н/м). При этом происходит снижение ККМ. Видно, что с увеличением концентрации вводимого электролита повышается величина адсорбции и снижается площадь, приходящаяся на молекулу ПАВ. Повышение адсорбции ПАВ на границе раствор - воздух в присутствии солей связано с высаливающим действием ионов.
При изменение pH растворов ПАВ также происходит изменение их коллоидно-химических характеристик, за исключением значения ККМ, которое остается неизменным. С увеличением pH происходит повышение поверхностного натяжения растворов, которое связано с протеканием гидролиза. Вероятно, что продукты гидролиза, обладая поверхностной активностью, участвуют в образовании смешанных мицелл. Для исследованных соединений наблюдается понижение величины предельной адсорбции с увеличением площади, занимаемой молекулой в насыщенном адсорбционном слое. Это связано с тем, что с ростом длинны углеводородного радикала увеличивается свободная энергия ассоциации ПАВ и ассоциация ПАВ в поверхностном слое возрастает.
Таким образом, применение добавок электролитов и изменение pH раствора позволяет регулировать коллоидные свойства растворов ПАВ. Результаты, полученные в настоящей работе по коллоидно-химическим свойствам ЧАС и алкилпиридиний бромидов, подтверждают основные закономерности во взаимосвязи структура ПАВ - свойство.