cmc 综合设计性实验

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1、表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的1.理解表面活性剂的结构与基本性质；2.了解表面活性剂形成胶束的过程和临界胶束浓度（CMC）定义；3.掌握CMC基本测定方法；4.考察实验方法、实验对象或实验条件对CMC的影响。二、实验原理1.表面活性剂的结构、分类及基本性质；无论是任何种类的表面活性剂，其结构都由性质不同的两部分组成，一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基团。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，构成了不对称的分子结构。表面活性剂分子的结构特征决定了它是一种具有亲油亲水性的两亲分子。它不仅能防止油水相排斥，消除油

2、水之间的界面，而且具有把两相连结起来的功能。但并不是所有的两亲分子都是表面活性剂，只有碳氢链在8～20碳原子的两亲分子才能称为表面活性剂。碳氢链太短，亲油性太差，不具备两亲性，而碳氢键太长，亲水性太差，也不能作为表面活性剂。   表面活性剂的结构特征产生的两亲性，使表面活性剂分子一部分可溶于水，而另一部分易于脱离水。表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气-水(或油-水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。正是由于表面活性剂在溶液表面(或油-水界面)定向吸附的这一特性，使得表面活性剂具有很多特有的表面性能，能显著降低水的表面张力，改变固体表面的润湿性具有

3、乳化、破乳、起泡、消泡、洗涤、分散与絮凝，抗静电和润滑等多种功能。表面活性剂的两亲性不仅表现为在界面上的定向排列，还表现为当表面活性剂在溶液中超过某一特定浓度时(界面吸附达饱和)可通过碳氢链的疏水作用或“疏水效应”缔合成胶团。表面活性剂的胶团溶液又称为缔合胶体，缔合作用是自发进行且具有可逆性，由于胶团与介质问不存在界面，它是热力学上的稳定体系，因此与一般的胶体有本质上的区别。正是由于表面活性剂具有在溶液中能形成胶团的性质，才使得表面活性剂的胶团溶液具有独特的可以改变溶液性质、性能、状态等的功能。　表面活性剂根据其分子能否解离成离子，分为离子型和非离子型两大

4、类。　　一、离子型表面活性剂　　离子型又分为阴离子型、阳离子型和两性离子型三类。　　阴离子型表面活性剂　　带负电荷的表面活性剂称为阴离子型表面活性剂。起表面活性作用的是阴离子。　　1、肥皂类　　为高级脂肪酸盐，通式为（RCOOˉ）nMn+，主要有月桂酸、油酸、硬脂酸等。因M不同，又分为碱金属皂、碱土金属皂、有机胺皂等。本类有良好的乳化能力，但易被酸破坏。碱金属皂还可被钙、镁盐破坏，一般用在外用制剂中。　　2、硫酸化物　　系硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，通式为R.O.SO3ˉM+。主要有硫酸化蓖麻油（俗称土耳其红油）、十二烷基硫酸钠（SDS，又称月桂醇硫酸钠

5、）、十六烷基硫酸钠（鲸蜡醇硫酸钠）、十八烷基硫酸钠（硬脂醇硫酸钠）等。本类有较强的乳化能力，较耐酸和钙、镁盐。对粘膜有刺激性，主要作为外用软膏的乳化剂，有时作为片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。　　3、磺酸化物　　系脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物等，通式为R.SO3ˉM+。本类在酸性水溶液中稳定，但水溶性及耐酸和钙、镁盐性比硫酸化物稍差，渗透力强，易起泡和消泡。如十二烷基苯磺酸钠为目前广泛应用的洗涤剂。二辛基琥珀酸磺酸钠（阿洛索-OT）、二己基琥珀酸磺酸钠等可用于非口服途径的药物吸收促进剂。胆石酸盐类如甘胆酸钠、牛磺胆酸钠等，常作为单脂肪酸

6、甘油酯的增溶剂和胃肠道中脂肪的乳化剂使用。　　阳离子表面活性剂　　带正电荷的表面活性剂称为阳离子型表面活性剂。起表面活性作用的是阳离子，又称阳性皂。其分子结构的主要部分是一个五价的氮原子，为季铵类化合物，主要有苯扎氯铵（洁尔灭）、苯扎溴铵（新洁尔灭）、氯化苯甲烃铵等。本类水溶性好，有良好的表面活性作用，且在酸性和碱性溶液中均较稳定。因有很强的杀菌作用，故主要用于皮肤、粘膜、手术器械等的消毒。某些品种如苯扎氯铵，可作为抑菌剂用于眼用溶液。　　两性离子表面活性剂　　两性离子表面活性剂分子结构中同时具有正电荷和负电荷基团，因介质的pH值不同而呈现阴离子或阳离子表

7、面活性剂的性质。　　卵磷脂是天然的两性离子表面活性剂，主要来源于大豆和蛋黄。卵磷脂的组成非常复杂，是多种化合物的混合物。因其来源和制备过程不同，各组分的比例也会不同，因而使用性能也会有所不同。卵磷脂对热非常敏感，在酸性、碱性和酯酶作用下易水解，不溶于水，溶于氯仿、乙醚、石油醚等有机溶剂，是制备注射用乳剂和脂质微粒的主要辅料。　　氨基酸型和甜菜碱型两性离子表面活性剂为合成化合物。其阴离子部分主要是羧酸盐，其阳离子部分为胺盐的即为氨基酸型，为季铵盐的即为甜菜碱型。常用的氨基酸型两性离子表面活性剂TegoMHG（十二烷基双（氨乙基）-甘氨酸盐酸盐），杀菌作用强且

8、毒性比阳离子表面活性剂小。　　二、非离子型表面活性剂　　1、脂肪酸