表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

1、表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的及要求1 .了解表面活性剂溶液临界胶束浓度（CMC的定义及常用测定方法。2 .设计两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC.二、实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。当表面活性剂溶入极性很强的水中时，在低浓度时呈分散状态，并且三三两两地把亲油集团靠拢而分 散在水中，部分分子定向排列于液体表面，产生表面吸附现象。当溶液表面吸 附达到饱和后，浓度在增加时，表面活性剂分子会自相缔合，即疏水的亲油集 团相互靠拢，而亲水的极性基团和水接触，这样形成的缔合体称为胶束。以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

2、胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC。在CMCW近由于溶液的结构改变 导致其许多性质发生突变，这种现象是测定CMC的实验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。所以测定 CMC的方法有很多，比如表面张力法、电导法、折 光指数法和染料增溶法等。三、仪器和试剂表面张力测定仪、电导率仪、超级恒温槽、十二烷基磺酸钠一系列浓度的溶液。四、实验方法2.1. 最大气泡压力法及原理表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在 CMCt同样出现转折，本实 验用最大气泡压力法测，这一方法是将毛细管刚好和待测溶液面接触，在毛细管内加压，管端将在液体内形成一气泡，压力达到一定值时管端气泡破裂吹出，压力突然下降，根据Lap

3、lace方程,大压力差 Pmax和液体表面张力（7及毛细管半径r有下述关系， Pmax=2r / r=k 0-。用同一根毛细管半径r值一定， Pmax和6成正比，所以已知水的表 面张力，通过测定 PmaxzK,可求出k=APmax/ 0-水，再测得不同浓 度表面活性剂的水溶液的 Pmax求得对应的 *通过（T对表面活性 剂的浓度c作图，由曲线的转折点来确定 CMOS,或通过由四个低浓度 点和四个高浓度点分别作（7-lgc直线，由两线的交叉点确定 CMC.2.1.1 实验数据及处理表1.压力差于浓度的关系序号12345678浓度(mol L)0.0020.0040.0060.0080.010.0

4、120.0140.016 P (pa)535485465456426443460466539479465454427444459463533488464451424442462465 Pma x pa)535.7484464.7453.7425.7443460.3464.7(T (N/m)61.0755.1852.9752.1448.9650.9552.9453.44lgc-2.6989-2.3979-2.2218-2.0969-2.0000-1.9208-1.8538-1.7959图1.X = 0.00963009404, Y = 48.958450360 -5B0 0000 0020 00

5、40 0060 0080 010 D 012 OOM 0016 O 018X Axis Title图2.之4-2.22.B-2 &no18X Axis TitleYrS-H >Linear Fit of Data1_B419胸1-20X Aj(is Title一一 BLinear Fit of Datal B9J SKJ2551 -2.00-1 95-1 &0-t.85-raoX Ajcis Till*结论：由表面张力对浓度作图，如图1,得出CMC1为0.00963,图2,1.7%?口得出两条直线交点值为 CMC值0.01053,和理论值比较得误差分别为7.4%4.2电导

6、法及其原理对于离子型表面活性剂，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律和一般强电解质相似，表面活性剂完全解离为离子，随着温度上升，电导率近乎直线上升，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慢，K仍随着浓度增大而上升，但变化幅度减小，摩尔电导率也急剧下降，利用 K-C 曲线的转折点求CM喷利用摩尔电导率对浓度 C作图，转折点即CMCS。4.2.1 实验数据及处理表2.电导率和浓度的关系序号123456789浓 度(mol L)0.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.02K(ms/cm)0.1800.3480.4730.5960.6

7、530.7610.8310.9180.954Am(ms/cm - mol)908778.874.565.363.459.457.447.7X - 0.00909425287. Y = 0.630207740D ODO O 002 O OQ4 QjOOB 0 008 O CIO O 012 0 014 Q O1B C 018 O 02Q 0 2X Axis Title图2.结论：由电导率对浓度作图和摩尔电导率对浓度作图，得CMC值为0.00909,和理论值比较得误差为7.2%。五、结果和讨论：5.1 两种方法的比较：比较两种方法可知最大气泡压力法测得结果更明显，电导法测得结果虽不如最大气泡压力法，到也可明显看出转折位置，而且电导 法操作简便，只要操作规范，人为误差较小，但和理论值比较最大气泡压力法 更理想，且应是表面张力对浓度作图。5.2 实验注意事项：(1)每次测定前毛细管应清洁干净，毛细管和测定管必须润洗，毛细管不能被气泡堵住也不可有污物，否则影响气泡冒出，毛细管端应和液面刚好相切。(2)气泡要缓慢均匀冒出，否则造成 P变大带来误差。(3)若溶液未测时气泡太多，可加一定量的消泡剂，切不可多加，否则影响表面张力(4)溶液浓度要配置准确，试管要干净、干燥，每次测量时擦干电极并用待测液润洗。六、参考文献：6