十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度的染料滴定.doc

物理化学设计性实验报告实验名称十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度的染料滴定法测定及盐和醇对其影响 实验报告人 吴慧敏 学号 29 班级 090211 同组人 王郅祥 实验日期 2010 年 5 月 3.4 日室 温 21.8 大气压 指导教师 评 分 十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度的染料滴定法测定及盐和醇对其影响 前言表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)作为表面活性剂的表面活性的一种量度，是其溶液性质生显著变化的一个“分水岭”。由于表面活性剂的一些理化性质在胶束形成前后会发生突变，因而，可借助此类变化来表征表面活性剂的CMC。在药学领域中。表面活性剂的大量研究工作都与各种体系的CMC测定有关。1临界胶束浓度的形成机制进入水中的表面活性剂分子随着其碳氢链逐渐增长，它在水中达到一定浓度时溶液表面张力不再下降。为了使整个溶液体系的能量趋于最低，在溶液内部的双亲分子会自动形成极性基向水碳氢链向内的集合体，这种集合体称为胶束或胶团，形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度(Critical micelle concentration，CMC)。表示表面活性剂的浓度变化时，表面活性剂分子在溶液表面和内部的分布情况。度很稀时，若稍增加表面活性剂的浓度，表面活性剂的一部分很快地聚集在水面，使水和空气的接触面减小，从而使表面张力急剧下降，增大表面活性剂浓度，达到饱状态时，液面上刚刚排满一层定向排列的单分子膜，如图l(b)；若再增加度，则只能使水溶液中的表面活性分子开始以几十或几百个聚集在一起，排列成憎水基向里，亲水基向外的胶柬，。说明浓度大于临界胶束浓度时，液面上早成紧密、定向排列的单分子膜，达到饱和状态。若再增加表面活性剂的浓度，只能增加胶束的个数。由于胶束是亲水的，不具有表面活性，不能使表面张力进一步降低。在CMC附近，由于胶束形成前后，水中的双亲分子排布情况以及粒子数目都发生了变化，变化，反映在宏观上，就会出现表面活性剂溶液的响测定结果。然而，表面张力法不适合非水溶剂理化性质(如表面张力、溶鹪度、渗透压、导电度、密度可溶性、去污、增溶等)发生跃变。因此测定表面活性剂CMC实质就是测定表面活性剂系统的某一物理量发生突变时对应的浓度 二 实验原理（1）测定临界胶束浓度 本次实验用染料滴定法测定十二烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度。利用某些水溶性染料在水溶液中，随着表面活性剂浓度的增加，吸光光谱（或荧光）发生改变，当到达CMC时，则吸收光谱（或荧光）发生突变，染料滴定法就是利用此性质，测定CMC。在相同浓度的染料溶液滴定染料和被侧表面活性剂（离子型）混合液直至染料的颜色（或荧光）发生突变即为其终点6（2）无机盐的影响 无机盐的加入使离子型表面活性剂的CMC有显著降低。这是因为电解质的加入使双电层压缩，在电解质中起作用的是与表面活性剂相反电荷的离子，降低了表面活性剂离子间的斥力，因而使CMC降低。对阴离子表面活性剂而言，是正离子起作用；对阳离子表面活性剂而言，是负离子起作用。无机电解质的加入使表面活性剂水溶液的胶束量、聚集数有增大的倾向，而且随电解质浓度的增大而增加。（3)有机物的影响 醇类有机物对离子型表面活性剂CMC的影响是随醇的碳氢链的增加，其降低CMC的能力也增大。对甲醇、乙二醇等这类极易溶于水的有机溶剂，仅有少数分子因分配平衡而穿入胶团，所以对CMC的影响不大，但若加入量过大会产生水溶液助长作用而使CMC增大7仪器和药品 0.005%和0.01%罗丹明6G为指示剂，0.024mol/L十二烷基苯磺酸酸钠（SDBS），10ml的移液管一只，试管若干，滴定管 一只,锥形瓶 二只，无水乙醇，20g/lNacl浓液实验内容(1)测定十二烷基苯磺酸钠的临界（1）以罗胶束浓度丹明6G为指示剂用测定十二烷基苯磺酸酸钠的CMC，取0.024mol/L十二烷基苯磺酸酸钠溶液25ml与5ml的蒸馏水摇匀（2）取5ml上述浓液与等体积的0.01罗丹明6G溶液混合，用0.005罗丹明6G溶液滴定，如此使罗丹明6G的浓度维持不变（0.005，即0.000125），而十二烷基苯磺酸酸钠溶液则不断被稀释，待绿红色荧光转变为无荧光的红色，即为终点，重复三次 ，记录实验结果。(2)加醇量对CMC 值的影响本实验选用最为常用的乙醇。(1)取25ml十二烷基苯磺酸酸钠溶液与1ml无水乙醇和4ml蒸馏水，同上步骤测得其CMC。（2） 取25ml十二烷基苯磺酸酸钠溶液与2ml无水乙醇和3ml蒸馏水，同上步骤测得其CMC；分别在表中记录滴定量。（3）加盐量对CMC 值的影响本实验选用无机盐NaCl 。（1） 取25ml十二烷基苯磺酸酸钠溶液与1ml20g/lNacl和4ml蒸馏水，同上步骤测得其CMC。（2）取25ml十二烷基苯磺酸酸钠溶液与2ml20g/LNacl和3ml蒸馏水，同上步骤测得其CMC；分别在表中记录滴定量.数据记录（1）染料滴定法测定CMC 第一组第二组第三组平均值待测表面活性剂浓度（mol/L）0.0200.0200.0200.020待测表面活性剂溶液体积（ml）5555溶液颜色突变时滴定剂用量（ml）44.1344.3544.5244.33（2）加入醇量对CMC 值的影响第一组第二组第三组平均加入了1ml醇溶液颜色突变时滴定剂用量（ml）42.4043.2043.0042.87加入了2ml醇溶液颜色突变时滴定剂用量（ml）41.4542.5041.9041.95（3）加入盐量对CMC值的影响第一组第二组第三组平均加入了1mlNacl溶液颜色突变时滴定剂用量（ml）48.4048.9049.4048.90加入2mlNacl溶液颜色突变时滴定剂用量（ml）51.8051.4052.2051.80数据处理 (1）十二烷基苯磺酸酸钠的CMC 0.020544.33=2.2610-3molL 相对误差 E=(2.26-1.6)/1.6*100%=42%（2）加入醇量对CMC 值的影响 0.020542.87=2.3310-3mol0.020541.95=2.3810-3molL（3）加入盐量对CMC值的影响 0.020548.90=2.0410-3molL0.020551.80=1.9310-3molL实验小结（1）由实验测得十二烷基苯磺酸酸钠的CMC为2.2610-3molL与查得的文献值（1.610-3mol/L )有一定偏差，可能由于温度和大气压有影响，也可能是因为滴定终点难以确定而造成人为误差。（2）由实验数据表明加入盐时会使其CMC值偏大，且随着加入盐的量不断增加，其CMC值也随之增大。(3)由实验数据可知加入醇时会使其CMC值减小，且随着加入醇的量不断增加，其CMC值也随之减小。(4)在试验中在待测表面活性剂浓度 和滴取添加剂（无水乙醇 NACL)时都会存在误差 导致实验结果和理论值有一定的差距。 参考文献1 Sehwuger M JStructore Performance Relationship in SurfaetantsMWashington IX：l American Chemical Society，1984：23352Hill R MMixed Surfactant SystemsMNew Yorkl Marcel Dekker1993：3173323Doroszkowski九Technological Applications of DispersionsMNew York：Marcel Dekker，199411243 Rosen M JSelection of surfactant pairs for optimization of interracial propertiesEJJ Am Oil