Sodium dodecyl sulfate와 Triton X-100간의 혼합 micelle 형성 및 그 성질에 관한 연구

Abstract

Physical properties and structure of mixed micelles of nonionic surfactant Triton X-100 and anionic surfactant. Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) were investigated using fluorometric and conductimetric measurements, as a function of their composition. The variation of critical micelle concentration (CMC) of the mixed micelle with SDS mole fraction (α) showed negative deviation from ideal behavior, reflecting reduced electrostatic repulsion in the mixed micelle. This fact was also appeared in weaker dependency of CMC on salt concentration as α becomes less, and in slower change of conductivity near CMC. Fluorescence and fluorescence quenching behavior of Tris (2,2-bipyridine) Ruthenium (Ⅱ) ion ( Ru(bpy)_(3)^(2+)) in 0.1 M NaCl was also investigated. The red-shift of emission peak and increase of fluorescence intensity of Ru(bpy)_(3)^(2+) with increasing SDS mole fraction were observed. The Stern-Volmer constants of emission quenching of Ru(bpy)_(3)^(2+) by Methyl Yiologen as a quencher in 0.1 M NaCl solutions were obtained. Quenching rate constants (k_(q)) of Ru(bpy)_(3)^(2+) with increasing SDS mole fraction were increased in mixed micelles.;음이온성 계연활성제인 Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)와 비이온성 계면활성제인 Triton X-100 (Polyethylene Glycol P-Isooctyl Phenyl Ether)가 형성하는 SDS/Triton X-100 혼합미셀에 대한 물리적 특성 및 혼합미셀구조를 형광 및 전기전도도 실험을 통하여 고찰하였다. 형광측정을 통한 순수 SDS의 임계미셀농도는 7.05 mM로 측정되었고 순수 Triton X-100의 임계미셀농도는 0.19mM로 측정되었으며, 이들이 여러비율로 혼합되어 생성되는 혼합미셀의 임계미셀농도 값은 그 사이에서 나타났다. 혼합미셀의 구조에 대한 정보를 얻기 위해 여러가지 실험이 수행되었다. 혼합미셀에서 pyrene 형광세기의 비 (I_(1)/I_(3))가, 혼합미셀에 대한 CMC이후에서, 순수미셀보다 넓은 SDS농도범위에 걸쳐 완만하게 감소하는 것으로부터, 혼합미셀은 동종미셀에 비해 느슨한 배열구조를 갖는다는것을 알 수 있었다. 또한, 혼합미셀의 CMC에 대한 염의 효과가 순수SDS미셀에 대한 염의 효과보다 훨씬 적은 값으로 측정되었는데, 이것은 혼합미셀표면의 전하밀도가 순수 SDS미셀보다 훨씬 적은 것으로 설명하였다. 그리고, 이와같은 설명은 혼합미셀의 전기전도도 변화양상이 CMC부근에서 동종미셀에서와 같은 급격한 break를 나타내지 않는 것에도 적용되어진다. 한편, 혼합미셀에서 Tris(2,2'-bipyridine)Ruthenium(Ⅱ) ion (Ru(bpy)^(2+)_(3)의 형광 스펙트라는 혼합미셀에서의 SDS몰분율 (α)가 증가함에 따라 형광세기는 감소하였고 형광Peak의 위치는 장파장 이동되는 것으로 관찰되었다. 이는, Ru(bpy)^(2+)_(3)과 미셀이 정전기적 상호작용에 의해 결합되기 때문으로 생각된다. 혼합미셀에서, Ru(bpy)^(2+)_(3)의 Methyl Viologen에 의한 소광 (quenching)현상으로 Stern-Volmer Plot하여 구한 소광에 대한 속도상수(kq)값이 혼합미셀에서의 SDS몰분율이 증가함에 따라 증가하는데 이는 Ru(bpy)^(2+)_(3)및 Methyl Viologen이 이들 혼합미셀에서 정전기적 효과에 의해 결합되고, 따라서 이들의 국부농도가 증대되기 때문인것으로 생각되어진다. 한편, 순수 SDS미셀에서의 소광속도가 SDS몰분율이 0.8부근인 혼합미셀에서의 소광속도보다 더 느린 것으로 관찰되었는데, 이는 이온성 미셀에 의한 화학반응속도의 증대작용이 혼합미셀에 의해서도 더욱 증대될 수 있음을 암시하며, 이와함께 미셀의 촉매작용에 대한 혼합미셀의 응용이 더욱 기대되어지는 실험 결과이다.