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Lauryl Sulfobetaine과 혼합계면활성제에 의한 4-클로로벤조산의 가용화에 대한 연구
이남민,이병환,Lee, Nam-Min,Lee, Byung-Hwan 한국응용과학기술학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4
본 연구에서는 양쪽성 계면활성제인 lauryl sulfobetaine(LSB)과 혼합계면활성제를 이용하여 광범위한 온도변화에서 4-클로로벤조산의 가용화현상을 알아보고자 한다. 이런 가용화현상에 미치는 온도효과와 계면활성제분자에서 알킬기의 길이에 대한 효과를 조사하였다. 가용화상수값($K_s$)은 UV/Vis 법에서 용액의 전체 흡광도를 측정하여 계면활성제의 농도에 대해 도시하여 그 기울기로부터 구하였다. 모든 계면활성제용액에서 4-클로로벤조산의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o_s$값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 감소하였다. 그리고 ${\Delta}H^o_s$값과 ${\Delta}S^o_s$값은 모두 양의 값을 나타내었으며, 온도가 증가할수록 증가하였다. 즉, 계면활성제의 종류와 온도의 변화에 따라 $K_s$ 값과 열역학적 함수값이 큰 폭으로 변하였으며, 그런 결과로부터 4-클로로벤조산이 미셀의 어느 부분에 가용화되는지를 예측할 수 있었다. In this study, we investigated the solubilization 4-chlorobenzoic acid in a wide range of temperature using a zwitterionic surfactant of lauryl sulfobetaine(LSB) and mixed surfactant systems. The effects of temperature and alkyl-group's length of surfactant molecule on the solubilization of 4-chlorobenzoic acid have been measured. The solubilization constants ($K_s$) were taken by the UV/Vis spectrophotometric method, plotting the total absorbance of the solution versus the surfactant concentration. The results show that the values of ${\Delta}G^o_s$ are all negative within the measured temperature range and decrease by increasing temperature, And also the measured values of ${\Delta}H^o_s$ and ${\Delta}S^o_s$ are all positive and increase by increasing temperature. The values of $K_s$ and thermodynamic parameters are simultaneously dependent on the temperature and the kinds of surfactant molecules. From the results we can postulate the solubilization site of 4-chlorobenzoic acid within the micelle.
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Dodecyldimethyl(3-sulfopropyl)ammonium Hydroxide와 다른 계면활성제와의 혼합미셀화에 관한 연구
이남민,이병환,Lee, Nam-Min,Lee, Byung-Hwan 한국응용과학기술학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4
The critical micelle concentration (CMC) of the zwitterionic surfactant of dodecyldimethyl(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide(LSB, $CH_3(CH_2)_{11}N^+(CH_3)_2(CH_2)_3SO{_3}^-$) and LSB/Tween-20, LSB/Tween-40, LSB/Tween-80 and LSB/DTAB, LSB/TTAB, LSB/CTAB mixed surfactant systems were determined by using the UV/Vis absorbance method from 284 K to 312 K. And the effects of temperature on the micellization have been measured for the thermodynamic study. The results show that the measured values of gibbs free energy are all negative in the whole measured. The values of enthalpy are positive Tween-20, And negative other surfactants. but the values of entropy are positive in the whole measured temperature region. The results show that all of the thermodynamic parameters are dependent on temperature and alkyl-group's length. 양쪽성 계면활성제인 dodecyldimethyl(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide(LSB, $CH_3(CH_2)_{11}N^+(CH_3)_2(CH_2)_3SO{_3}^-$)와 LSB/Tween-20, LSB/Tween-40, LSB/Tween-80 및 LSB/DTAB, LSB/TTAB, LSB/CTAB 혼합계면활성제의 임계미셀농도(CMC)값을 284 K에서 312 K의 온도범위에서 UV/Vis 분광광도법으로 측정하였다. 열역학적 연구를 위해 온도의 변화가 미셀화에 어떤 영향을 미치는지를 분석하였다. 계산한 결과 측정범위 내에서 미셀화에 따른 깁스 자유에너지값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었다. 한편 엔탈피값은 Tween-20에서는 양의 값을 그리고 다른 계면활성제에서는 음의 값을 나타내었다. 엔트로피값은 측정한 온도범위 내에서 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 모든 열역학 함수값들은 온도와 알킬-그룹의 길이에 따라 큰 변화를 보였다.
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TTAB와 다른 계면활성제(DTAB, CTAB, Tween-20, Tween-40 및 Tween-80)와의 혼합미셀화에 대한 연구
이남민,이병환,Lee, Nam-Min,Lee, Byung-Hwan 대한화학회 2012 대한화학회지 Vol.56 No.5
$25^{\circ}C$, 4-클로로벤조산의 묽은 수용액(0.5 mM)에서 양이온성 계면활성제인 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide)와 다른 종류의 계면활성제들(DTAB, CTAB, Tween-20, Tween-40 및 Tween-80)과의 혼합미셀화 현상을 분광광도법과 전도도법으로 조사하였다. 각 혼합계면활성제에서 TTAB의 겉보기몰분율(${\alpha}_1$)의 변화에 따른 임계미셀농도값(CMC)과 반대이온결합상수값(B)의 변화를 측정하여 비이상적 혼합미셀모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값들($X_i$, ${\gamma}_i$, $C_i$, ${\alpha}_i^M$, ${\beta}$ 및 ${\Delta}H_{mix}$)을 계산하고 비교분석하였다. 그 결과, TTAB/DTAB 혼합시스템은 이상적 혼합미셀화로 부터 큰 양의 벗어남을 보였으며, 다른 혼합시스템들은 모두 이상적 미셀모델로부터 큰 음의 벗어남을 보였다. The critical micelle concentration (CMC) and the counter-ion binding constant (B) for the mixed micellizations of TTAB (tetradecyltrimethylammonium bromide) with other surfactants (DTAB, CTAB, Tween-20, Tween-40, and Tween-80) in aqueous solution of 4-chlorobenzoic acid (0.5 mM) at $25^{\circ}C$ were determined as a function of ${\alpha}_1$ (the overall mole fraction of TTAB) by using the spectrophotometric method and the conductivity method. Various thermodynamic parameters ($X_i$, ${\gamma}_i$, $C_i$, $a_i^M$, ${\beta}$, and ${\Delta}H_{mix}$) were calculated for each mixed surfactant system and compared with the other mixed surfactant systems by means of the equations derived from the nonideal mixed micellar model. The results show that TTAB/DTAB mixed system has a great positive deviation from the ideal mixed micellar model and the other mixed systems have great negative deviations from the ideal mixed model.
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테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드의 수용액에서 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화에 대한 연구
이남민,이병환,Lee, Nam-Min,Lee, Byung-Hwan 대한화학회 2012 대한화학회지 Vol.56 No.2
양이온성 계면활성제인 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide) 용액에서 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화 현상을 UV/Vis 분광법을 이용하여 연구하였다. 온도변화에 따른 가용화상수($K_s$)값과 임계미셀농도(CMC)값의 변화를 측정함으로써 열역학적으로 분석하였다. 모든 이성질체들의 가용화에 대한 ${\Delta}G^o{_s}$ 값은 측정범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었으며, ${\Delta}H^o{_s}$와 ${\Delta}S^o{_s}$ 값은 모두 양의 값을 나타내었다. 또한 4-알킬벤조산 이성질체들의 가용화현상에 미치는 n-부탄올과 NaCl의 효과에 대하여서도 조사하였다. 이러한 첨가제들은 $K_s$와 CMC 값을 동시에 큰 폭으로 변하게 하였으며, 그 결과 4-알킬벤조산 이성질체들은 미셀 속의 중심부 혹은 깊은 palisade 영역에서 가용화되는 것으로 예측할 수 있었다. The interaction of 4-alkylbenzoic acid isomers with the micellar system of TTAB (tetradecyltrimethylammonium bromide) was studied by the UV/Vis spectrophotometric method. The solubilization constants ($K_s$) of 4-alkylbenzoic acid isomers into the TTAB micellar system and the critical micelle concentration (CMC) of TTAB have been measured with the change of temperature. Various thermodynamic parameters have been calculated and analyzed from those measurements. The results show that the values of ${\Delta}G^o{_s}$ for the solubilization of all the isomers are negative and the values of ${\Delta}H^o{_s}$ and ${\Delta}S^o{_s}$ are all positive within the measured temperature range. The effects of additives (n-butanol and NaCl) on the solubilization of 4-alkylbenzoic acid isomers have been also measured. There was a great change on the values of $K_s$ and CMC simultaneously with these additives. From these changes we can postulate that the solubilization sites of 4-alkylbenzoic acids are the core or deep palisade region of the TTAB micelle.
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양이온성 계면활성제의 수용액에서 Dichlorophenol 이성질체들의 가용화에 대한 연구
이남민,이병환,Lee, Nam-Min,Lee, Byung-Hwan 대한화학회 2010 대한화학회지 Vol.54 No.4
양이온성 계면활성제인 TTAB(tetradecyltrimethylammonium bromide)의 수용액에서 dichlorophenol 이성질체들의 가용화현상을 UV/Vis 분광광도법을 이용하여 연구하였다. 온도의 변화에 따른 가용화상수값($K_s$)의 변화를 측정함으로써 열역학적으로 분석하였으며, 그 결과 모든 이성질체들의 가용화에 대한 ${\Delta}Go^{\circ}_s$와 ${\Delta}H^{\circ}_s$ 값은 측정한 범위 내에서 모두 음의 값을 나타내었다. 또한 dichlorophenol 이성질체들의 가용화현상에 미치는 n-부탄올과 NaCl의 효과에 대하여 조사하였다. 이러한 첨가제는 $K_s$와 CMC 값을 동시에 큰 폭으로 변하게 하였으며, 그런 결과로부터 각 dichlorophenol 이성질체들이 미셀 내에서 가용화되는 위치를 예측할 수 있었다. The interaction of dichlorophenol isomers with the micellar system of TTAB (tetradecyltrimethylammonium bromide) was studied by the UV/Vis spectrophotometric method. The solubilization constants ($K_s$) of dichlorophenol isomers into the micellar system have been measured with the change of temperature and the various thermodynamic parameters have been calculated and analyzed from these changes. The results show that the values of ${\Delta}G^{\circ}_s$ and ${\Delta}H^{\circ}_s$ are all negative within the measured temperature range. The effects of additives (n-butanol and NaCl) on the solubilization of dichlorophenol isomers have been also measured. There was a great change on the values of $K_s$ and CMC simultaneously with these additives. From these changes we can postulate the solubilization sites of each isomers in the micellar system of TTAB.
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