Interactions hydrophobes et formation de micelles dans les systèmes binaires : eau-polyalcools à 20 °C

¹ Groupe de physico-chimie analytique des solutions, Laboratoire de Chimie Générale et Minérale — Faculté des Sciences et Techniques, Parc de Grandmont 37200 Tours, France.
² Laboratoire de Chimie Colloïdale — Université de Paris XIII, 74, Rue Marcel Cachin 93000 Bobigny, France.

Résumé

Les solutions aqueuses d’α-alcanes diols CnH_2n+2O₂ avec 2 ≤ n ≤ 7, d’ω-alcanes diols avec 3 ≤ n ≤ 8, de diols non primaires : butane diol-2,3, pentane diol-2,4, méthyl-2 pentane diol-2,4, diméthyl-2,5 hexane diol-2,5, de diéthyl-2,2 propane diol-1,3, de glycérol et d’hexane triol-1,2,6 sont étudiées à 20 °C. Les grandeurs molaires : volume molaire apparent ϕ_v, partiel [math] et d’excès V_E, sont déterminées à partir des mesures des masses volumiques et permettent d’accéder aux paramètres suivants: [math]. la concentration micellaire critique (CMC), la contribution volumique du groupe méthylène en milieu aqueux et hydrocarboné, le volume de micellisation. Des interactions hydrophobes sont mises en évidence pour tous les composés étudiés. Elles interviennent à une concentration critique appelée CC, mais qui n’a le sens d’une CMC que pour l’hexane diol-1,2 et l’heptane diol-1,7 qui sont les seuls à donner des micelles vraies. L’étude de leur solution aqueuse et de celle du pentane diol-1,2 par cryométrie conduit, en considérant la micelle comme une pseudophase, aux nombres d’agrégation.

Abstract

The aqueous solutions of the following polyols : α-alkane diols CnH_2n+2O₂ with 2 ≤ n ≤ 7, ω-alkane diols with 3 ≤ n 8, 2,3-butanediol, 2,4-pentane diol, 2-methyl-2,4-pentane diol, 2,5-dimethyl-2,5-hexane diol, 2,2-diethyl-1,3-propane diol, glycerol, 1,2,6-hexanetriol, were studied at 20 °C. From the experimental data of densities, the limiting apparent molal volume [math], the apparent and partial volumes [math] and [math], the excess volume VE, the critical micelle concentration (CMC), the contribution of the methylene group to the different volumes in aqueous or hydrocarbon media, the micellization volume, were determined wherever possible. It was shown that hydrophobic interactions are present at high concentrations in all these binary mixtures, which tend to aggregate at a well defined concentration called CMC. However the difference between simple and micellar aggregations were established in each series. The aggregation numbers, calculated for 1,2-pentane diol, 1,2-hexane diol and 1,7-heptane diol, using cryoscopy and a pseudophase model, suggest that only the two last-named compounds yield true micelles.