表面活性剂临界胶束浓度的测定

实验二表面活性剂临界胶束浓度的测定一、实验目的掌握电导法和表面张力法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度CMC的原理和方法。二、实验原理（扫描）具有明显“两亲”性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)，由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，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。表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成“胶束”。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration），简称CMC。临界胶束浓度是表面活性剂的重要物理性质。当表面活性剂溶液达到临界胶束浓度后，不仅表面张力不再下降，还有很多和表面活性剂单个分子相关的性质也发生了明显的改变。如右图所示，溶液的电导率，渗透压，蒸气压，光学性质，去污能力及增溶能力等随浓度的变化关系曲线都有一个明显的转折点。通过测定表面活性剂这些物理性质的变化，可以测定CMC。本实验是采用两种方法，即电导法和表面张力法测定阴离子表面活性剂的临界胶束浓度。电导法原则上讲仅对离子型表面活性剂使用。对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到CMC时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导率急剧下降，这样从电导率（κ）对浓度（C）曲线或摩尔电导率（Λm）-C曲线上的转折点可方便地求出CMC。同理，由表面张力与浓度（σ-c）曲线图所示，开始时σ随浓度增加而迅速下降，之后变化缓慢甚至有所上升，由曲线上的转折点可方便地求出CMC。这就是电导法和表面张力法测定CMC的依据。三、仪器与试剂仪器：电导率仪，表面张力测定仪，25ml容量瓶，25ml烧杯。试剂：十二烷基硫酸钠四、实验步骤1.用容量瓶精确配制浓度范围在0.5或0.1也许更好×10-3~2×10-2mol/L8个不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液。2.从低浓度到高浓度依次测定表面活性剂溶液的电导率值。3.从低浓度到高浓度依次测定表面活性剂溶液的表面张力值。五、数据处理1.将测得各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率按Λm=κ/C关系式换算成相应浓度C时的摩尔电导率，并将各数据列表。2.根据表中的数据作κ-c图和Λm-c图，由曲线转折点确定临界胶束浓度的CMC值。3.记录不同浓度的表面张力。4.记录测定时的温度。温度：实验编号表面活性剂浓度电导率表面活性张力12345678六、思考题1.影响本实验测定的主要因素有那些？（该问题是否保留？）2.表面活性剂临界胶束浓度的测定药剂学上有何意义？3.电导测定法是否只适用于离子型表面活性剂？答：是的。（补充：对于某些非离子表面活性剂，可与某些离子型材料络合后带电，再采用电导率法进行测定）