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

2、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(

3、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

4、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

5、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）、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

6、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

7、，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

8、，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