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《测定十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂的临界胶束浓度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、物理化学综合实验报告——测定十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂的临界胶束浓度姓名：刁金枝班级：应化124班学号：1202010401测定十二烷基三甲基溴化铵表面活性剂的临界胶束浓度作者：刁金枝单位：应化124班1202010401摘要：凡能显著改变表面（或界面）性质的物质都称为表面活性剂。这一类分子既含有亲油的足够长的烷基，又含有亲水的极性基团。分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团。由于这种双亲结构，分子有自水中逃离水相而吸附于界面上的趋势，但当表面吸附达到饱和后，浓度再增加，表面活性剂分子无法再在表面上进一步
2、吸附，这时为了降低体系的能量，活性剂分子会相互聚集，形成胶束。开始明显形成胶束的浓度称为临界胶束浓度（CMC）。表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)作为表面活性剂的表面活性的一种量度，是表面活性溶液性质的重要表征之一。表面活性剂的一些理化性质，如表面张力、摩尔电导率、渗透压、浊度、光学性质等在临界胶束浓度时都有显著的变化。所以通过测定发生这些显著变化时的转变点就可以得知。本文采用电导法、紫外分光光度法测定CMC。关键词：十二烷基三甲基溴化铵；CMC；电导率法；紫外分光光度法；N,N-二乙基苯胺；正文:一、引言（一）研究背景由于表面活性剂溶液的
3、许多物理化学性质随着胶束的形成而发生突变，如在乳液聚合、石油开采、去污、消除电影胶片的斑点及生理过程等方面都有着重要的增溶作用，且增溶作用的大小与表面活性剂的CMC有关，影晌CMC值的各种因素必然也影响到增溶作用。因此，测定CMC，掌握影响CMC的因素，对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。（二）实验原理1、表面活性剂凡能显著改变表面（或界面）性质的物质都称为表面活性剂。表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类:①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸
4、盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。2、形成胶束的机理及临界胶束浓度CMC由于活性剂分子的疏水基部分对水的亲合性较弱,在稀的水溶液中,为了切断水分子间的氢键而溶解,必须稍作一些功。在不少情况下,物质在水中的溶解是由水同该物质水合的能量来补给的。由于活性剂分子的疏水基部分具有从水中排出的趋势,因此在CMC以下浓度范围内,它以单分子状态吸附在溶液表面,使界面自由能减少,体系得到稳定。在CMC以上时,由于溶液表面上的定向吸附达到饱和值,为减少界
5、面自由能,从水中排出的意义只能形成缔合物。当活性剂在水中以单分子状溶解时,由于在疏水基部形成了冰样结构,因此应该是这部分的熵减少。这就要使疏水基尽量从水中排出,这时烃链之间发生缔合,冰样结构被破坏,回复成自由水分子。在这个过程中熵增大,形成了胶束。胶束生成,熵之所以具有较大的正值原因正如上所述。因而胶束的形成不单由于水分子与烃之间的相斥或疏水基之间的范得华力所引起的。烃链周围冰样结构的破坏是胶束形成的推动力,而胶束的形成使自由能减少,此外,离子性亲水基之间,如互相接近,则自由能增加,在整个体系自由能变为最小时形成了热力学上稳定的有一定大小的
6、胶束。离子性表面活性剂在水中的缔合数n=50~60【1】。一般认为在CMC以上时胶束与单体是共存的,胶束中的分子以半衰期为10-3s的速度不断离合集散,一面和单体保持平衡。从理论上有2种见解,一种是把胶束作为在CMC以上分离成液状的假相(pseudophase)的相分离理论【1】,另一种则是从质量作用定律考虑的。由于表面活性剂具有双亲结构，分子有自水中逃离水相而吸附于界面上的趋势，但当表面吸附达到饱和后，浓度再增加，表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附，这时为了降低体系的能量，活性剂分子会相互聚集，形成胶束。开始明显形成胶束的浓度称为临界
7、胶束浓度（CMC）。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力，电导，渗透压，浊度，光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，因此，通过测定溶液的某些物理性质的变化，可以测定CMC。CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度越低。测定溶液临界胶束浓度的方法有多种，如表面张力法、光散射法、比色法、浊度法、电导率法等，本实验采用电导率法、紫外分光光度法（用N,N-二乙基苯胺作为探针）。3、电导法电导是表征物质导电能力的物理量，通常用G
8、表示，其数值为电阻的倒数。G=1/R电导的国际单位为西门子，用S表示。电导率（以κ表示）表示单位长度、单位面积的导体所具的电导。对电解质溶液而言，其电导率表示距离为单位距离的两极
