（精选文档）表面活性剂临界胶束浓度测定方法研究

1、表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究对于某表面活性剂, 其溶液开始形成胶束的浓度称为该表面活性剂的临界胶束浓度, 简称（cmc）。由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶束的形成而发生突变, 如在乳液聚合、石油开采、去污、消除电影胶片的斑点及生理过程等方面都有着重要的增溶作用, 且增溶作用的大小与表面活性剂的cmc有关, 影晌cmc值的各种因素必然也影响到增溶作用。因此, 测定cmc, 掌握影响cmc的因素, 对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。测定cmc的方法很多, 常用的有表面张力法、电导法、染料法、增溶法、渗透压法等等本文采用电导法、粘度法、表面张力法及密度法侧定25下十

2、二烷基硫酸钠（SDS）的cmc值。1 实验部分1.1电导法对于离子型表面活性剂, 当溶液浓度很稀时, 电导的变化规律与一般强电解质相似, 表面活性剂完全解离为离子, 随着浓度上升, 电导率K近乎线性上升但当溶液浓度达到临界胶束浓度时, 随着胶束的形成, 胶束定向移动速率减缓,K仍随着浓度增大而上升, 但变化幅度变小。摩尔电导率m也急剧下降, 利用KC曲线或mVc曲线的转折点求cmc值。1.1.1电导率法 操作步骤：（1）准确称量十二烷基硫酸钠(SDS)7.2095g, 加水溶解后, 转入250ml容量瓶中, 并稀释至刻度。此溶液的浓度为0.1mol/L。贮存备用。(2)用移液管准确量取不同体积

3、的浓度为0.1000mol/L的SDS溶液, 分别置于20个50ml容量瓶中, 用水稀释室刻度, 配制成不同浓度的SDS待侧溶液。浓度范围为110（3）开启恒温槽, 调节温度使夹套电导管中的温度为25。按浓度由低到高的顺序, 测定各待侧溶液的电导率。每次换侧溶液时, 必须用待测液冲洗铂黑电极及电导管3次, 待溶液温度恒定后,再行侧定, 重复测3次。1.1.2摩尔电导率法 操作步骤：（1）用惠斯登电桥, 连接好线路；（2）调节恒温槽温度为25。(3)侧定电导池常数即测0.02mol/L的KCl溶液的电阻值;(4)从低浓度到高浓度依次侧定表面活性剂溶液(浓度同电导率法)的电阻值。每次测量前电导管及

4、电极均需用待测液冲洗23次。1.2表面张力法表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在cmc处同样出现转折。侧定液体表面张力的方法很多,本实验用最大气泡压力法。这一方法是将毛细管刚好与待测溶液面接触, 在毛细管内加压, 管端将在液体内形成一气泡、压力大到一定值时管端气泡破裂吹出, 压力突然下降。根据Laplace方程, 最大压力差P与液体表面张力r及毛细管半径R有下述关系P=2r/R。用同一根毛细管, 毛细管半径R值一定,P与r成正比, 所以以最大压力(P)对表面活性剂浓度的自然对数(C)作图, 由曲线的转折点来确定cmc值。本实验的关键在于：毛细管末端要洁净, 若沾有污物将影响出气泡。实验前首先

5、应洗净毛细管和锥形瓶, 通常先用温热的洗液洗, 再分别用自来水及蒸馏水冲洗23次。每次侧量前, 必须用新的溶液洗涤毛细管的内壁及锥形瓶23次。使气泡缓慢均匀地形成, 若气泡出得过快或气泡出现不均, 将造成P变大而带来误差。2 讨论电导法是测定cmc的经典方法, 仅对离子型表面活性剂适用, 但对cmc值较大、表面活性低的表面活性剂因转折点不明显而不灵敏。过量的无机盐存在会大大降低测定的灵敏度, 故不能用于测定缓冲体系中离子型表面活性剂的cmc值, 且实验中配制溶液时最好用新制备的电导水。就电导率法与摩尔电导率来看, 前者用电导仪直接侧电导率装置比较简单, 系统误差小。后者装置相对复杂, 由仪器的

6、精密度带来的系统误差以及实验时调节扫描线存在的人为视觉误差较大。表面张力法无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂, 其cmc值的侧定都具有相似的灵敏度, 此法不受无机盐存在的干扰, 亦适合于非离子型表面活性剂。只是在有少量极性有机物（如面表面活性的高碳醇、胺、酸等）存在时, 表面张力浓度对数曲线上往往出现最低点, 不易确定转折点与cmc值。但最低点的出现说明表面活性剂中含有高表面活性杂质, 是检验表面活性剂纯度的常用方法之一。参考文献略表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究进展 摘要 本文着重介绍了几种表面活性剂的临界胶柬浓度的测定方法，包括测定原理、方法特点。并指出了实验方法的选择及CM

7、C测定方法的发展趋势，为药物生产选择适宜表面活性剂及用量提供可靠的参考标准。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，是其溶液性质发生显著变化的一个“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。常用的CMC测定方法有表面张力法、光散射法、染料增溶性、电导率法等。但是，不同理化性质对表面活性剂总浓度变化的响应范围和灵敏度不同，导致用不同方法测得的CMC的值也各有不同。本文介绍CMC测定技术的原理及简单的操作方法，提供大量的物理参数及国内

8、外的最新研究动态，为表面活性剂在药学中的应用与开发提供理论支持。1 临界胶束浓度的形成机制进人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合体，这种集合体称为胶束或胶团(Micelle)，形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度(Critical micelle concentrafion，CMC)。图1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。在浓度很稀时，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

9、小，从而使表面张力急剧下降，如图1(a)；增大表面活性剂浓度，达到饱和状态时，液面上刚刚排满一层定向排列的单分子膜，如图1(b)；若再增加浓度，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，亲水基向外的胶束，如图1(C)。说明浓度大于临界胶束浓度时，液面上早已形成紧密、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。(b)临界胶团浓度的溶液 (c)大于临界胶团浓度的溶液图1 表面活性剂的排列情况与浓度关系在CMC附近，由于胶束形成前后，水中的双 高，应用广泛。适于离子表面

10、活性剂和非离子表面活性剂CMC的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。然而，表面张力法不适合非水溶剂。因此，测定 表面活性剂时，表面张力变化不大，故难以测定。22 电导法221 测定原理 利用电导仪测定不同浓度水溶液的电导值(也可换算成摩尔电导率)，绘电导值(或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图中的转折点求得CMC。包括电导率法和摩尔电导率法。对离子型表面活性剂，当溶液浓度很稀时，表面活性剂完全解离为离子。有电流通过时，溶液中的阴、阳离子分别向电池的正、负两极移动，溶液的浓度越大，其中的阴、阳离子数目越多，溶液的导电能力越强，电导率就越大。随着浓度上升，电导率k近乎线性上升；但当溶液浓度达到CMC时，由于液体的一部分离子或分子形成了胶束，且胶束的定向移动速率减缓，故k的变化趋势发生显著变化。虽然k仍随着浓度的增大而上升，但变化幅度变小。摩尔电导率A (A ：Kc)也急剧下降。因此，K-c曲线或A 曲线的转折点即为CMC值。当转折点不明显时，可以使用摩尔电导率与浓度平方根的关系曲线，易得到明显的转折点。222 方法特点 电导法的优势是取样少、操作简便、数