Numéro
J. Phys. France
Volume 46, Numéro 5, mai 1985
Page(s) 749 - 759
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01985004605074900
J. Phys. France 46, 749-759 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:01985004605074900

Effect of interfacial charge on micellar structure

Y. Chevalier1, L. Belloni1, J.B. Hayter2 et T. Zemb1

1  Département de Physico-chimie, Centre d'Etudes Nucléaires de Saclay, 91191 Gif sur Yvette Cedex, France
2  Institut Laue-Langevin, 38042 Grenoble, France


Abstract
We have studied the structure and effective charge of sodium octylphosphate micelles in aqueous solution as a function of concentration and pH. Such variations may be used to alter the structural charge Z0 of the polar headgroup from 0.8 to 2 without altering the surfactant molecule. Small angle neutron scattering coupled with the Hayter-Penfold analytical technique was used to measure the aggregation number N and the effective charge Z. The micelles are small and spherical for Z0 = 2, increasing to larger ellipsoids as Z0 is decreased to unity. For Z0 = 0.8, highly anisotropic micelles are formed. The effective surface charge density values lie in the range of 5 to 8 μC/cm2 and were found to be consistent with a theoretical Poisson-Boltzmann cell model calculation. The area per headgroup increases strongly with Z0, with a concomitant variation of the hydration. Incidence on solubilizing power toward benzene is discussed.


Résumé
Nous avons étudié la structure et la charge effective de micelles d'octylphosphate de sodium en solution aqueuse, en fonction de la concentration et du pH. Les variations de pH permettent en effet de faire varier la charge structurale Z0 des têtes polaires de 0,8 à 2 électrons par tête sans autre modification. La masse et la charge des micelles ont été déterminées par diffusion de neutrons aux petits angles interprétée par la méthode de Hayter et Penfold. Les micelles sont petites et sphériques quand Z0 = 2 et croissent en ellipsoïdes quand Z0 = 1. Pour Z0 = 0,8, des micelles très anisotropes se forment. La densité de charge effective portée par l'interface est pratiquement constante (de 5 à 8 μC/cm2). Cette densité de charge est prévue par le modèle de Poisson-Boltzmann réseau. La surface par tête polaire croît fortement avec la charge Z0 et entraine une variation de l'hydratation de l'interface. Les conséquences sur le pouvoir de solubilisation du benzène sont examinées.

PACS
8270D - Colloids.

Key words
colloids -- neutron diffraction examination of materials -- organic compounds -- pH -- sodium compounds