电导法测十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度及影响因素分析

1、实验介绍十二烷基苯磺酸钠，分子式：Ci8H29NaO3S,固体，白色或淡黄色粉末，溶解性，易溶于水，易吸潮结块，无毒，阴离子型表面活性剂。烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以 形成六角形或斜方形强片状结晶.具有微毒性，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用，价格低廉。在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构（ABS）和直链结构（LAS）两种，支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，但对环境污染程度小。111烷基苯磺酸钠是中性的，对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂 复配，成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的阴离子表面活性剂。烷基苯 磺酸纳

2、对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。但烷基苯磺酸钠存在两个缺点，一是耐硬水较差，去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量螯合剂配用。二是脱脂力较强，手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。本实验采用电导法测定十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度，实验内容（1）实验原理由具有明显两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。这一类分子既含有亲油的足 够长的（大于10个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团（离子

3、化的）。表面活性剂溶入水中后，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两互相把亲油基团聚拢而 分散在水中。当溶液浓度增加到一定程度时，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”。一胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。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，以 CMC（critical micelle concentration） 表示。在CMC点上，由于溶液的结构 改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗 透压、浊度、光学性质等）与浓度的关系曲线出现明显转折。这个现象是测定CMC的试验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。这种特征行为可用生成分子聚集体或胶

4、束来说明，当表面活性剂溶于水后， 不但可以定向的吸附在水溶液表面， 而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束，表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子，有可能采取两种途径：一是把亲水基留在水中， 亲油基伸向油相或空气； 二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基于水的接触面积。前者就是表面活性分子吸附在表面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就是形成胶束。由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活 性剂能稳定的溶于水中。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，以致层状胶束。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。本试验

5、利用DDS-307型电导率仅测定不同浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率 （或摩尔电导率），并作电导率（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中的转折点即可求 得临界胶束浓度。（2）仪器和药品电导率仪带电极一套 容量瓶11支（100mL） 超级恒温槽十二烷基苯磺酸钠电导池烘干箱 试管1支（大） 电导水（或重蒸储水）（3）实验步骤1. 开通电导率仪的电源预热20min,调节恒温槽温度在 25° C。2. 测量25° C下蒸储水的电导率。3. 取十二烷基苯磺酸钠在 80° C烘干3h,用电导水或重蒸储水分别配制0.002, 0.004, 0.006, 0.008, 0.0

6、09, 0.010, 0.012, 0.014, 0.016, 0.018 , 0.020mol*L-1 的十二烷基苯磺 酸钠溶液各100mL。4. 用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电导电极和容器 3次以上，每个溶液的电导率读数3次，取平均值。5. 试验结束后用蒸储水洗净试管和电极，并且测量所用水的电导率。（4）数据处理室温 -c实验温度 TC/moL Ln 一成以。一 0()40.006o.oo®0,009001()0012001400160.0 IS().02()k/ S- TTl 1-做出电导率（或摩尔电导率）与浓度的关系图，即做

7、E-C图与入m C图，从图中转折点出找出临界胶束浓度。（文献值：400C, C8H29NaO3S 的CMC 为2.14 X 10-3mol/ L）（5）注意事项1. 电极不使用时应浸泡在蒸储水中，用时用滤纸轻轻沾干水分，不可用纸擦拭电极上的伯 黑（以免影响电导池常数）。2. 配制溶液时，由于有泡沫，保证表面活性剂完全溶解，否则影响浓度的准确性。3. CMC浓度有一定的范围。温度、氯化钠及乙醇对十二烷基苯磺酸钠表面活性剂临界胶束浓度的影响1.温度对CMC：的影响测定十二烷基苯磺酸钠水溶液在不同温度下 ，分别为20 C ,25 C ,30 C ,35 C ,40 C的 CMC值。探讨温度变化对 C

8、MC值的影响。以下表中十二烷基苯磺酸钠的浓度 C为横坐标，水 溶液的电导率E为纵坐标，作不同温度下十二烷基苯磺酸钠的浓度 -电导率图，K - C直线 转折点对应的浓度即为该温度下十二烷基苯磺酸钠的CMC值。十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的电导率浓度C x 10 - 3/ mol - L - 1电导率E X 10 - 4/ s - m- 120 ° C25° C30° C35 C40° C由上表可以得到十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的临界胶束浓度CMC值。以CMC值对t作图，得到t对CTAB水溶液的CMC的影响关系（图3）和t对SDS水溶液的CMC的影响关系。

9、十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的 CMC值t/ C2025303540CMC x 10 - 4/mol - L - 1做十二烷基苯磺酸钠的 CMC值与温度的关系图，由图可得温度对十二烷基苯磺酸钠表面 活性剂临界胶束浓度的影响。2.氯化钠对CMCB的影响测定25 C时NaCl不同添加量下十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率，测定NaCl质量浓度分别为2g/ L ,3g/ L ,4g/ L ,5g/ L ,6g/ L 下十二烷基苯磺酸钠溶液的 CMC值,以观察加盐量 对CMC值的影响。作25 C时NaCl不同添加量下十二烷基苯磺酸钠水溶液的浓度-电导率图。十二烷基苯磺酸钠在不同 NaCl加入量下的电导率浓

10、度C X 10 - 3/ mol - L - 1不同NaCl加入量g/ L 的电导率 e X 10 - 4/ s - m- 123456根据上表可得十二烷基苯磺酸钠在不同加盐量下的CMC值，以测得的CMC值对NaCl质量浓度作图，得到加盐量对十二烷基苯磺酸钠的CMC的影响关系。十二烷基苯磺酸钠在不同 NaCl加入量下的CMC值NaCl加入量 g/ l23456CMC X 10 - 4/mol - L - 13.乙醇对CMC直的影响131测定25 C时乙醇不同添加量时十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率，作25 C时乙醇不同添加量时十二烷基苯磺酸钠的浓度-电导率图。实验测定了在不同的乙醇加入量，体积分数分别为0. 2 % ,0. 5 % ,1 % ,2 % ,3 % ,4 %下十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC 值。十二烷基苯磺酸钠在不同乙醇加入量下的电导率浓度C x 10 - 3/ mol L - 1不同乙醇加入量%勺电导率e X 10 - 4/ s - m- 10.20.51234以测得的 CMC值对无水乙醇的体积分数作图，得到乙醇加入量对十二烷基苯磺酸钠的CMC的影响关系。十二烷基苯磺酸钠在不