测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

1、电导法测定水溶性表面电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度活性剂的临界胶束浓度 实验目的实验目的1. 1. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。2. 2. 掌握掌握DDS-11ADDS-11A型电导率仪的使用方法。型电导率仪的使用方法。3. 3. 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。束浓度。 实验原理实验原理 1.1.表面活性剂表面活性剂 能使水的表面张力明显降低的物质称为表面能使水的表面张力明显降低的物质称为表面活性剂。这类物质含有活性剂。这类物质含有亲水（极性）基团亲水（极性）基团和和亲油亲油（非极性）基团（非极

2、性）基团。表面活性剂表面活性剂离子型离子型阴离子型阴离子型如如CH3(CH2)11SO4Na 阳离子型阳离子型如如C12H25N (CH3)3Cl 非离子型非离子型 如聚氧乙烯类如聚氧乙烯类 R-O-(CHR-O-(CH2 2CHCH2 2O-)O-)n n-H -H 实验原理实验原理2. 2. 临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration) 表面活性剂进入水中表面活性剂进入水中, ,在低浓度时呈分子状态分在低浓度时呈分子状态分散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时, ,许多表面许多表面活性剂的分子把亲油基团靠拢而结合

3、成很大的集团，活性剂的分子把亲油基团靠拢而结合成很大的集团，称为称为胶束胶束。 表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration),以以CMCCMC表表示。示。 实验原理实验原理图图1 1 胶束形成过程示意图胶束形成过程示意图实验原理实验原理 以胶束形式存在于水中的表面活性物质是以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。比较稳定的。 随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球星胶束还可能转变成棒形胶束，以致层状星胶束还可能转变成棒形胶束，

4、以致层状胶束。后者可用来制作液晶，它具有各向胶束。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。异性的性质。实验原理实验原理 3. 3. 临界胶束浓度的测定临界胶束浓度的测定 在在CMCCMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质化学性质( (如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等性质等) )同浓度的关系曲线出现明显的转折同浓度的关系曲线出现明显的转折, ,如图如图2 2所所示。这个现象是测定示。这个现象是测定CMCCMC的实验依据的实验依据, ,也是表面活性也是表面活性剂的一个重要特征。剂的一个重要特征。实验原理实

5、验原理实验原理实验原理实验原理实验原理 浓度浓度/mol.L/mol.L-1-1图图2 252 25时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系实验原理实验原理 本实验利用本实验利用DDS-11ADDS-11A型电导率仪测定不同浓度的型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率十二烷基硫酸钠水溶液的电导率( (也可换算成摩尔也可换算成摩尔电导率电导率),),并作电导率并作电导率( (或摩尔电导率或摩尔电导率) )与浓度的关与浓度的关系图系图, ,从图中的转折点即可求得临界胶束浓度从图中的转折点即可求得临界胶束浓度( (参参见图见图3)3)。实

6、验原理实验原理实验原理实验原理图图3 3 十二烷基硫酸钠水溶液电导率与浓度的关系十二烷基硫酸钠水溶液电导率与浓度的关系 实验原理实验原理DDS-11ADDS-11A电导率仪一台；电导率仪一台；容量瓶容量瓶(50mL) 12(50mL) 12只；只；电导电极一支；电导电极一支；恒温水浴一套（两组共用）；恒温水浴一套（两组共用）；仪器：仪器：试剂：十二烷基硫酸钠试剂：十二烷基硫酸钠(0.100 mol/L)(0.100 mol/L) 实验仪器试剂实验仪器试剂1.1. 准确配制准确配制0.0020.002，0.0040.004，0.0060.006，0.0070.007，0.0080.008，0.0

7、090.009，0.0100.010，0.0120.012，0.0140.014，0.0160.016， 0.0180.018， 0.020 0.020 molmolL L-1-1的十二烷基硫酸钠溶液各的十二烷基硫酸钠溶液各50mL50mL。2.2. 开通电导率仪的电源预热；开通电导率仪的电源预热； 调节恒温水浴温度至调节恒温水浴温度至4040。实验步骤实验步骤3. 用用DDS-11A型电导率仪由稀到浓分别测定上型电导率仪由稀到浓分别测定上述各溶液的电导率值。用后一个溶液荡洗存述各溶液的电导率值。用后一个溶液荡洗存放前一个溶液的电导池三次以上，各溶液测放前一个溶液的电导池三次以上，各溶液测定前

8、必须恒温定前必须恒温10min，平行测定三次。，平行测定三次。4. 列表记录各溶液对应的电导率值，也可换算列表记录各溶液对应的电导率值，也可换算成摩尔电导率。成摩尔电导率。 实验步骤实验步骤数据记录表数据记录表浓度浓度/mol/molL L-1-1电导率电导率浓度浓度/mol/molL L-1-1电导率电导率数据记录数据记录1.1. 配制溶液时必须保证浓度的准确性。配制溶液时必须保证浓度的准确性。稀释十二稀释十二烷基硫酸钠溶液时，应防止振摇猛烈，产生大烷基硫酸钠溶液时，应防止振摇猛烈，产生大量气泡影响测定；量气泡影响测定；2.2. 测定水溶液电导时要按从稀到浓的顺序来测。测定水溶液电导时要按从

9、稀到浓的顺序来测。每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差；电极和烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差；注意事项注意事项3. 3. 测定时测定时, , 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率导率, , 直至电导率不再变化后记录数据；直至电导率不再变化后记录数据；4. 4. 作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合，找出两条直线，这两条直线的相交点所拟合，找出两条直线，这两条直线的相交点所对应的浓度才是所求的水溶性表面活性剂的临对应的浓度才是所求的水溶性表面活性剂的临界胶束浓度。界胶束浓度。注意事项注意事项1. 若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？用什么实验方法验证之？2. 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度