Гидрофильно-липофильный баланс
Гидрофи́льно-липофи́льный бала́нс (ГЛБ) поверхностно-активных веществ (ПАВ) является числовой мерой того, в какой степени вещество является гидрофильным либо липофильным. Число определяется посредством расчета количественных соотношений соответствующих участков молекулы, как описано Гриффином в 1949 [1] и 1954 [2] годах. Предлагались и другие методы, в частности, метод Дэвиса (1957) [3].
Метод Гриффина
Метод Гриффина для неионогенных ПАВ, как описано в 1954, использует формулу:
[math]\displaystyle{ H = 20\,\frac{M_h}{M} }[/math],
где [math]\displaystyle{ M_h }[/math] — молекулярная масса гидрофильной части молекулы, а [math]\displaystyle{ M }[/math] — молекулярная масса всей молекулы. Формула даёт результат по шкале от 0 до 20. Значение ГЛБ 0 соответствует полностью липофильным (гидрофобным) молекулам, а значение 20 соответствует полностью гидрофильным (липофобным) молекулам.
Значение ГЛБ может быть использовано для прогнозирования свойств молекулы ПАВ:
- < 10: жирорастворимые (водонерастворимые)
- > 10: водорастворимые (жиронерастворимые)
| Применение | Дисперсионность в воде[4] | |||
|---|---|---|---|---|
| 0 — полностью липофильные (гидрофобные) | ||||
| 1 — 3
пеногаситель |
1 — 6
отсутствует |
|||
| 3 — 8
эмульгатор обратных эмульсий (вода в масле) |
3 — 6
плохая | |||
| 6 — 8
«молочная» после перемешивания | ||||
| 7 — 9
смачивающий и усиливающий растекание агент |
||||
| 8 — 16
эмульгатор прямых эмульсий (масло в воде) |
8 — 10
стабильная «молочная» | |||
| 10 — 13
прозрачная дисперсия | ||||
| 13 — 16
детергент, моющее средство |
>13
чистый раствор | |||
| 16 — 18
растворитель или гидротроп | ||||
| 20 — полностью гидрофильные (липофобные) | ||||
Метод Дэвиса
В 1957 году Дэвис предложил метод, основанный на учете значений ГЛБ функциональных групп молекулы. Преимущество этого метода заключается в том, что он учитывает влияние сильных и слабых гидрофильных групп. Липофильным группам приписано одинаковое значение −0.475. В методе используется формула:
[math]\displaystyle{ H = 7 + \sum_{i \mathop=1}^{m}H_i - 0.475 \cdot n }[/math],
где [math]\displaystyle{ m }[/math] — количество гидрофильных групп в молекуле; [math]\displaystyle{ H_i }[/math] — число для [math]\displaystyle{ i }[/math]-ой гидрофильной группы (см. таблицу); [math]\displaystyle{ n }[/math] — количество липофильных групп в молекуле.
| Гидрофильные группы | [math]\displaystyle{ H_i }[/math] | Липофильные группы | [math]\displaystyle{ H_i }[/math] |
|---|---|---|---|
| -SO4−Na+ | 38.7 | -CH- | −0.475 |
| -COO−K+ | 21.1 | -CH2- | −0.475 |
| -COO−Na+ | 19.1 | -CH3 | −0.475 |
| -N (третичный амин) | 9.4 | =СН- | −0.475 |
| Сложный эфир (сорбитановое кольцо) | 6.8 | ||
| Сложный эфир (свободный) | 2.4 | ||
| -СООН | 2.1 | ||
| Гидроксил (свободный) | 1.9 | ||
| -О- | 1.3 | ||
| Гидроксил (сорбитановое кольцо) | 0.5 |
Ссылки
- ↑ Griffin, William C. (1949), Classification of Surface-Active Agents by 'HLB', Journal of the Society of Cosmetic Chemists Т. 1 (5): 311-26, <http://journal.scconline.org//pdf/cc1949/cc001n05/p00311-p00326.pdf>. Проверено 25 декабря 2017. Архивная копия от 12 августа 2014 на Wayback Machine
- ↑ Griffin, William C. (1954), Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants, Journal of the Society of Cosmetic Chemists Т. 5 (4): 249-56, <http://journal.scconline.org//pdf/cc1954/cc005n04/p00249-p00256.pdf>. Проверено 25 декабря 2017. Архивная копия от 12 августа 2014 на Wayback Machine
- ↑ Davies JT (1957), A quantitative kinetic theory of emulsion type, I. Physical chemistry of the emulsifying agent, Proceedings of the International Congress of Surface Activity, с. 426—38, <http://www.firp.ula.ve/archivos/historicos/57_Chap_Davies.pdf> Архивная копия от 10 августа 2014 на Wayback Machine
- ↑ К. Р. Ланге. Поверхностно-активные вещества: Синтез, свойства, анализ, применение. — СПб.: Профессия, 2004. — С. 214. — 240 с. — ISBN 9785939130684.