Application of Topological Matrices in Prediction of Selected Physicochemical Properties of Aqueous Surfactant Solutions

• Autorzy: Ryszard Zieliński

Warianty tytułu

Zastosowanie macierzy topologicznych do prognozowania wybranych właściwości fizykochemicznych wodnych roztworów surfaktantów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work we have used topological matrices to describe some physicochemical properties of surfactants in aqueous solutions. We have applied the Wiener's number and the reduced Wiener's index for various anionic surfactants. It was found that the changes in the structure of the hydrophobic moiety of the surfactant isomers with constant total number of carbon atoms in the alkyl chain are reflected in the linear relationship between the value of logarithm viscosity and the corresponding Wiener's number. For a homologue series of surfactant it was also found that surfactant solution conductivity is a linear function of Wiener's number. Those findings can be applied for prediction of some physicochemical properties of ionic surfactants. We have found that a good linear relationship can be observed not only for the Wiener's number but also for the reduced Wiener's index for experimental Kraft point data but also for the product of conductivity and viscosity data for aqueous solutions of ionic surfactants. We conclude that both Wiener's number as well as the reduced Wiener's index can be applied for prediction of the changes in some physicochemical properties of aqueous solutions of surfactants due to the changes in the structure of the surfactant's hydrophobic moiety. (original abstract)

W niniejszej pracy zastosowano macierze topologiczne do opisu wybranych właściwości fizykochemicznych surfaktantów w roztworach wodnych. W pracy zastosowano liczbę Wienera i zredukowaną liczbę Wienera dla różnych surfaktantów anionowych. Stwierdzono, że zmiany w strukturze reszty hydrofobowej izomerów surfaktantów zawierających stałą całkowitą liczbę atomów węgla w łańcuchu alkilowym znajdują odzwierciedlenie w liniowej zależności pomiędzy wartością logarytmu lepkości i odpowiedniej liczby Wienera. Zaobserwowano także, że dla szeregów homologicznych surfaktantów przewodnictwo roztworów surfaktantów jest liniową funkcją liczby Wienera. Obserwacje te mogą być wykorzystane do prognozowania wybranych właściwości jonowych surfaktantów. Stwierdzono, że dobra liniowa zależność jest obserwowana nie tylko dla liczby Wienera, ale również zredukowanej liczby Wienera dla doświadczalnych wartości punktu Krafta oraz iloczynu przewodnictwa i lepkości wodnych roztworów jonowych surfaktantów. Można stwierdzić, że zarówno liczba Wienera, jak również zredukowana liczba Wienera może być stosowana do prognozowania zmian wybranych właściwości fizykochemicznych wodnych roztworów surfaktantów wywołanych zmianami w strukturze reszty hydrofobowej surfaktantów. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Industrial commodities; Commodity research; Surfactants; Physicochemical property

PL

Towaroznawstwo przemysłowe; Badania towaroznawcze; Substancje powierzchniowo czynne; Właściwości fizykochemiczne

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2015
• Numer: nr 3
• Strony: 112--121

Twórcy

autor

Ryszard Zieliński

• Poznań University of Economics, Poland

Bibliografia

• [1] Birdi K.S. (2009) Handbook of surface and colloid chemistry, 3rd ed., Taylor & Francis Group, LLC, Boca Raton.
• [2] Cook J.W. (1996) Acyl lactylates - Application for multi-functional group of alpha hydroxyl acid derivatives. Cosmetics and Toiletries Manufacture Worldwide, pp. 86-97.
• [3] Holmberg K., Jönsson B., Kronberg B., Lindman B. {2003) Surfactants and polymers in aqueous solution. 2nd ed., John Wiley and Sons Ltd., Chichester.
• [4] Israelachvili J.N. (2011) Intermolecular and surface forces. 3rd ed. Academic Press, Amsterdam.
• [5] Myers D. (2006) Surfactant science and technology, 3rd ed., John Wiley and Sons Inc., Hoboken, New Jersey.
• [6] Przondo J. (2010) Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej (Surface active agents and their application in household chemistry products). 2nd ed. Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom (in Polish).
• [7] Reinhard M., Drefahl A. (1999) Handbook for estimating physicochemical properties of organic compounds. John Wiley & Sons, Inc. New York.
• [8] Rosen M.J, Kunjappu J.T. (2012) Surfactants and interfacial phenomena. 4th ed., John Wiley and Sons Inc., Hoboken, New Jersey.
• [9] Tadros T.F. (2005) Applied surfactants. Principles and applications. Wiley-VCH Verlag, Weinheim.
• [10] Todeschini R., Consonni V. (2000) Handbook of molecular descriptors, [in:] Mannhold R., Kubinyi H., Timmerman H. (eds) Methods and principles in medicinal chemistry. Vol. 11, Wiley-VCH Verlag, Weinheim.
• [11] Van Os N.M., Daane Ms.G.J., Bolsman T.A.B.M. (1987) The effect of chemical structure upon the thermodynamics of micellization of model alkylarenesulphonates. I. Sodium p-(x-decylbenzenesulphonate) isomers. Journal of Colloid and Interface Science, 115, 402-409.
• [12] Wydro P., Paluch M. (2005) A study of the interaction of dodecyl sulfobetaine with cationic and anionic surfactant in mixed micelles and monolayers at the air/water interface. Journal of Colloid and Interface Science, 286, 387-391.
• [13] Yan S. (1988) Application of distance matrix in research of surfactants. I. Micelle formation. 6th International Conference on Surface and Colloid Science, Sengokubara Height Hakone, Japan. June 5-10, 1988, Abstracts 2E42, p. 414.
• [14] Zieliński R. (2013) Surfaktanty, budowa, właściwości, zastosowania (Surfactants: structure, properties, applications). 2nd ed. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu (in Polish).
• [15] Zieliński R. (2015) Application of topological indices in estimating of the CMC value for surfactants in aqueous solutions. Polish Journal of Commodity Science, 2 (43), 101-110.