十六烷基三甲基溴化铵临界胶束浓度与温度的关系

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1、十六烷基三甲基溴化铵临界胶束浓度与温度的关系摘要：用电导率法测定了十六烷基三甲基溴化铵在不同温度下的临界胶束浓度。结果表明：在研究的温度范围（25〜45『C)内，十六烷基三甲基溴化铵的临界胶束浓度随温度的增加呈线性增大关系，其数学表达式为：fcMC=(0.0766^+7.29)X1(T4。由lnXCMC—1/T关系求得平均标准摩尔胶束生成热厶Hi=—13.OkJ/mol。关键词：电导率法；十六烷基三甲基溴化铵；临界胶束浓度；温度；胶束生成热表面活性剂是一类在很低浓度就能显着降低水的表面张力的物质，它具有典型的不对称双亲结构，由于这种特定的结构，使表面活性剂表现出两个重要性质，一是其分子

2、在两相界面上产生定向吸附，另一是在溶液浓度达到一定值后能在溶液内部形成胶束彳疼两个性质是表面活性剂获得广泛应用的基础。表面活性剂在溶液中开始大量形成胶束所^要的浓度称为临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration,CMC)，临界胶束浓度是表面活性剂最重要的性质，在考虑表面活性剂的应用时是十分有用的参数[1]。临界胶束浓度与表面活性剂的分子结构密切相关，环境条作如温度及电解质、有机物、第二种表面活性剂、水溶性大分子是否存在等因素对临界胶束浓度也有显着影响[2]。上述因素中，除温度外，其它因素的影响，在有关表面活性剂的著作中一般都有较详细的介绍，而对温度的影响介绍

3、较少[3‘4]，并且在这些介绍中，常只涉及到最常用的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠和聚氧乙烯类的非离子型表面活性剂[1]。对最常用的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（简写为CTAB)，SMS洪曾用电导率法测定了CTAB在25、30、35C时的CMC[5]。我们在25〜45'C温度范围内用电导率¥测定了CTAB的CMC，并得到了在此温度范围内CMC与温度的函数关系和CTAB胶束化过程的重要热力学参数:平均标准摩尔胶束生成热。1仪器和试剂仪器:DDS—307型电导率仪(上海精密科学仪器有限公司），HK—1B型恒温水槽(南隶大学应用物理研究所），AB135—S型电子天平(梅特勒一托利多识

4、器(上海)有限公司）。试剂:CTAB(分析纯），气化钾（优级纯），去离子水。2实验方法2.1电导池常数的测定用去离子水准确配制O.lOOOmohL-1的KC1标准溶液，测定其电导率以确定电导池常数。2.2不同温度下CTAB溶液电导率的测定十六烷基三甲基溴化铵经60C烘干3小时后，用去离子水准确配制浓度为4.8X10—4、5.6X1(T4、6.4X1(T4、7.2X1(T4、8.0X10—4、8.8X10—4、9.6X10—4、11.2X1(T4、12.8X1(T4、14.4X1(T4、16.0Xl(T4mo卜L-1的CTAB溶液。将去离子水和CTAB溶液在25'C充分恒温后，先测定去离

5、子水电导率3次，再按CTAB溶液浓度从低到高的辉序依次测量溶液的电导率，每个浓度重复测3次，取平均值，减去去离子水的电导率后得25C时CTAB溶液的电导率。用上述相同的方法测定CTAB溶液在30、35、40、45'C时的电导率。2.3临界胶束浓度的求算以不同温度下CTAB溶液的电导率*为纵坐标，浓度c为横坐标作图，/^一^曲线的转折点对应的浓度即为相应温度下CTAB的临界胶束浓度。3结果与讨论3.1CTAB溶液电导率的测定各温度下不同浓度CTAB溶液的电导率测定结果见表1。3.2不同温度下CTAB溶液的尺一c图和临界胶束浓度按2.3的方法得到电导率与浓度的关系如图1〜图5所示。i0.0

6、0060.00100.00120.00140.0016X000S0.00100.00120>00140>0016Cfmol.V10.00040.00060.00080.00100.00120.00140.00161MX70-60-30-$MMSi25「C时CTAB溶液的®230C时CTAB溶液的k—cBS335'C时CTAB溶液的k~cBBB440"C时CTAB溶液的K一cBBB545'C时CTAB溶液的if一cfflS6ccmc与瀛度的关系用2.3的方法由图1〜图5可得到CTAB在不同温度下的临界胶束浓度，见表2。3.3CTAB的临界胶束浓度与温度关系用表2中的cCMC数据为纵坐标，

7、温度为横坐标作图，得到CTAB的临界胶束浓度与温度关系图，见图6。在研究的温度范围（25〜45C)内，CTAB的临界胶束浓度与温度呈线性增大的关系（相关系数及=0.9999)。这是因为温度升高不利于起表面活性作用的CTAB阳离子聚集形成胶束；同时，温度升高使CTAB阳离子的憎水基周围的水结构破坏，这也会妨碍胶束的形成。由图6可求得在研究的温度范围内，CTAB的临界胶束浓度与温度的函数关系为：ccmc=(7.29+0.07660X10-4(1)式