Surface potentials and molecular structure at hydrocarbon/water interfaces

Summary

Contact (ΔV) potential measurements have been made for the adsorption of dodecyl trimethylammonium bromide and sodium dodecyl sulphate at the n-heptane/ NaCl solution interface. The results are in good agreement with the predictions based on a recently proposed model of ionized films and may be taken as very strong support for this model. The results also show that the nett dipole change occurring normal to the interface on the adsorption of each ion is constant and independent of the surface coverage.

Arguments based on the origin of the surface dipole change registered by the surface potential measurements lead to the conclusion that the water molecules at the clean interface must be oriented with their protons towards the hydrocarbon phase. The upper limit to the χ potential across the boundary n-heptane/ 0.1 M NaCl is found to be of the order of −0.9 V.

Zusammenfassung

Kontaktpotentialmessungen (ΔV) bei Absorption von Dodecyltrimethylammoniumbromid und Natriumdodecylsulfat an n-Heptan/NaCl-Lösungs-Grenzflächen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit den Voraussagen aus einem kürzlich vorgeschlagenen Modell für ionisierte Filme und können als sehr strenger Beweis dieses Modells betrachtet werden. Die Ergebnisse zeigen auch, daß die Gesamt-Dipoländerung normal zur Grenzfläche für die Adsorption jedes Ions konstant und unabhängig von der Oberflächenbedeckung ist.

Betrachtungen für die Ursache der Änderungen der Oberflächendipole aus Grenzflächenpotentialmessungen führen zu dem Schluß, daß die Wassermoleküle der reinen Grenzfläche mit ihren Protonen auf die Kohlenwasserstoffphase hin orientiert sein müssen. Die obere Grenze für das χ-Potential über die Grenzfläche n-Heptan/0,1 NaCl wird von der Größenordnung von −0,9 V.