物化设计性实验

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1、表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定阮崇鹏09，张奎勇10，李琳11，李幽林12（青岛科技大学化学院，青岛四方，应化102班266042）摘要：本实验采用电导法和表面张力法测定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC），所选取试剂为十二烷基硫酸钠。将所测得其CMC值与文献值进行比较，分析比较得出电导法和表面张力法的优缺点。关键词：表面活性剂；CMC；电导法；表面张力法；十二烷基硫酸钠。0引言凡能显著改变体系表面(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（大于10个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。如肥皂和各种合成洗涤

2、剂等。表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三类：1、阴离子型表面活性剂：如羥酸盐（肥皂，C17H35COONa）,烷基硫酸盐（十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11SO4Na），烷基磺酸盐（十二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3Na）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（RN（CH3）2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2Cl）。3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nH）。由于表面活性剂分子具有双亲结构，分子有自水中逃离水相而吸附于界

3、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胶束浓度，以CMC(criticalmicelleconcentration)表示。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）与浓度的关系曲线出现明显转折。这个现象是测定CMC的试验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。临界胶束浓度CMC可看作是表面活性剂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

4、成胶束所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度越低。临界胶束浓度还是使含有表面活性剂水溶液的性质发生显著变化的一个“分水岭”。体系的多种性质在CMC附近都会发生一个比较明显的变化。我们可以采用的方法有：1．电导法。2．表面张力法。3．光散射法。4．比色法（染料吸附法）：利用某些染料在水中和在胶束中的颜色有明显差别的性质，实验时先在大于CMC的表面活性剂溶液中，加入很少的染料，染料被加溶于胶束中，呈现某种颜色。然后用水滴定稀释此溶液，直至溶液颜色发生显著变化同，此时浓度即为CMC。5．浊度法：在小于CMC的稀表面活性剂溶液中，烃类物质的溶解度很小，而

5、且基本上不随浓度而变，但当浓度超过CMC后，大量胶束形成，使不溶烃类物质溶于胶束中去，致使密度显著增加，表面活性剂有增溶作用。根据浊度的变化，可测出一种液体在表面活性剂中的浓度及CMC值。6.界面张力曲线的转折点是表面活性剂溶液中开始大量形成胶束的结果。转折点浓度也是表面活性剂在溶液中的临界胶束浓度。本实验采用电导法和表面张力法1实验实验仪器与试剂：表面张力测定仪1套，数字式微压差计1台，超级恒温槽1台，1000ml容量瓶1个，100ml容量瓶12个，蒸馏水，BSD－A导电仪，光亮的铂电极，恒温水箱，电导水，十二烷基硫酸钠电导法实验方法：1、取

6、十二烷基硫酸钠（SDS）在80℃烘干3h。准确称量干燥的SDS28.8380g于干燥的烧杯中溶解，转入1000ml容量瓶中定容摇匀做母液备用，此母液浓度为0.1000mol·L-1。2、分别移取母液2.0、4.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、12.0、14.0、16.0、18.0、20.0ml于12个100ml容量瓶中，用去离子水定容，准确配制0.002，0.004，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.014，0.016，0.018，0.020mol·L-1的SDS溶液各100ml。由稀到浓

7、依次编号为1-12.3、打开恒温水浴调节温度至25℃。4、用蒸馏水淌洗电导池和电导电极三次，再用0.002mol·L-1的SDS淌洗三次。往电导池中倒入适量的0.002mol·L-1SDS溶液，插入电极，恒温至少15min。5、打开电导率仪的电源开关，将“量程选择”旋钮扳到最大测量挡，将“校正-测量”开关扳到“校正”位置，将“温度补偿”旋钮调到“25℃”。根据所用电极上标明的电极常数，调节“常数校正”到相应数值。1、将“校正-测量”开关扳到“测量”位置，调节“量程选择”旋钮，根据仪器显示数字的有效位数选择适当量程，此时，仪器所显示的数值即为该溶

8、液的电导率。2、将“校正-测量”开关扳到“校正”位置，倒掉电导池中的溶液，用下一个较浓的SDS溶液淌洗电导池和电导电极三次，倒入适量该溶液，插好电极，