电导法测定AES的临界胶束浓度

1、班级：1285031学号：20姓名：裴海睿室温：21.9C大气压 101.27Kpa指导教师:实验日期:2014.4.26刖言表面活性剂：加入很少量时会显著降低溶液的表面张力，改变体系的表面状态，从而产生 润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，这些物质称为表面活性剂。表面活性剂原理：通过分子中不同部分分别对于两相的亲和，使两相均将其 看作本相的成分，分子排列在两相之间，使两相的表面相当于转入分子内部。从 而降低表面张力。由于两相都将其看作本相的一个组分，就相当于两个相与表面 活性剂分子都没有形成界面，就相当于通过这种方式部分的消灭了两个相的界 面，就降低了表面张力和表面自由能。表面活性剂的作用：

2、表面活性剂具有洗涤、润湿、渗透、分散、乳化、破 乳、增溶、起泡、消泡、润滑、减摩、柔软、防静电、防锈、防腐蚀、匀染、杀 菌、增稠等各方面的作用和功能。表面活性剂的应用：除大量用于合成洗涤剂和化妆品工业外，还表面活性 剂的广泛应用于纺织、印染、造纸、皮革、食品、医药、石油、化纤、塑料、农 药、涂料、染料、化工、采矿、选矿、农业等各个领域。表面活性剂素有“工 业味精”之称。可以说，润湿、渗透、分散都与表面活性剂的表面张力的降低 有关，只是侧重有所不同1。表面活性剂的意义：表面活性剂是从20世纪50年代开始随着石油化工业 的飞速发展而兴起的一种新型化学品，是精细化工的重要产品，享有“工业味 精”的美

3、称。它几乎渗透到一切技术经济部门。当今，表面活性剂产量大，品种 逾万种。随着世界经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂的发展更加 迅猛，其应用领域从日用化学工业发展到石油、食品、农业、卫生、环境、新型 材料等技术部门。但在表面活性剂给人们生活、给工农业生产带来极大方便的同 时，也给环境带来了污染，因此，研究表面活性剂发展及其趋势，对表面活性剂 工业，乃至我国整体工业经济有着非常重要作用和意义。测定CMC的原理和方法：光散发法测定原理：光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在， 则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此，测定散射光强度即浊度，可反映溶液 中表面活性剂胶束形成。以药液的

4、浓度c为X轴，光散射强度I为Y轴，做出 I-c关系曲线。当表面活性剂在溶液中达到或超过一定浓度时，会从单体（单个 离子或分子）缔合成胶态聚集物，即形成胶束，其大小符合胶粒大小的范围，故 有光的散射现象。随着表面活性剂浓度的增大，缔和分子不断增多，胶束聚集数 不断增加，则药液的光散射强度不断增强。达CMC时，光散射强度急剧增加，CMC 即可由曲线的突变点求出3。荧光探针法测定原理：水介质中常用的疏水性探针有芘及其衍生物，选择芘作为荧光探 针是因为:第一，芘的荧光光谱资料详细。第二，芘的激发单线态有较长的寿命。 第三，胶束对芘有明显的增溶作用。芘能形成激发物，经335nm处激发后,芘在溶 液中的荧

5、光发射光谱中出现5个电子振动峰，分别在373、379、384、394及480nm 附近。第一个电子振动峰373nm与第三个电子振动峰384nm的荧光强度之比I1/I3 强烈地依赖于芘分子所处环境的极性。芘在水中的溶解度非常小，约为10mol/L。 芘在水溶液、环己烷溶液和SDS胶束中的I1/I3值分别约为1.8、0.7和0.87。因 此，可用芘增溶于胶束后I1/I3值的突变（胶束形成）测定表面活性剂的CMC。超过 CMC后,溶液的增溶能力会有一个突变。同时I1/I3随着浓度的变化曲线与滴定曲 线类似，曲线突变点处的浓度就是CMC。因此，也可通过测定不同浓度表面活性 剂溶液中芘的荧光光谱，确定溶

6、液的CMC4实验原理： 1、表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质，其 分子由极性和非极性两部分组成。按离子的类型可分为阴离子型表面活性剂、阳 离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂三大类；2、当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面， 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 rf a* rf a* i3、随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变 成棒形胶束以全层状胶束。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。4、胶束的球形结构和层状结构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表示。在CMC点上，由于溶液的结构改 变导

7、致其物理及化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折，如下图所示25C时 AES水溶液的物理性质和浓度关系。25C时AES水溶液物理性质和浓度的关系5、本实验通过测定不同浓度AES水溶液的电导值，作电导率- 浓度关系图，由图中的转折点即可求出AES水溶液在该温度下的临界胶束浓度5 TOC o 1-5 h z 实验仪器和药品：DDS-320型电导率1台DJS-1C型铂黑电极1支SC-15A数控超级恒温槽1台容量瓶(100mL)3只移液管(10mL)1支25ml试管实验步骤:KCL、 AES实验步骤:1、了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项;2、用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol

8、/L KCl标准溶液;3、AES在80烘干烘干，3小时后，用电导水或重蒸馏水准确 配成10g/L的溶液；4、预热恒温水浴；5、将10g/L的AES溶液准确稀释成浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、 0.9、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0g/L 的溶液各 100ml （由于容量瓶有 限，以三个浓度的溶液为一组，分四组完成）、6、用电导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极及容器3次以上，各溶液测定前需恒温10min）;7、每个溶液的电导率读数3次，取平均值8、温度对AES临界胶束浓度影响，改变温度，重复上述操作， 对比数据，比较不

9、同温度下临界胶束浓度是否有改变数据处理:1.41.320.890.888.11.21.110.985.782.380.375.11.41.320.890.888.11.21.110.985.782.380.375.10.80.767.561.20.656.8ms/cm12 4 6 CO O O O O O O O图表标题. 一J一*111111111.41.31.21.110.90.80.70.6浓度(gA)20.8253035401.490.8101.3110.9122.7135.41.388.194.7105.7114.8127.61.285.792.8102.5112.2124.91.1

10、82.38998.1109120.1180.38696.6106.2116.70.975.179.187.597.1108.10.867.570.679.488.598.70.761.265.474.183.892.40.656.86272.181.890.2作浓度对应下的电导率图和不同温度下电导率图050505050505050505433221100998877665O r ig in P r o8EvaluationO r i g i n P r o 8Evaluationr i g i n P r o 8O r ig in P r o8EvaluationO r ig in P r o

11、8EvaluationO r ig in P r oO r i.Evaluation8E vO r i g i n P r o 8EvaluationO r iEvaluationO r i g i n P r o 8Evaluationin Pro 8O r i :P r oEvaluationEvaluation20.82530050505050505050505433221100998877665O r ig in P r o8EvaluationO r i g i n P r o 8Evaluationr i g i n P r o 8O r ig in P r o8Evaluatio

12、nO r ig in P r o8EvaluationO r ig in P r oO r i.Evaluation8E vO r i g i n P r o 8EvaluationO r iEvaluationO r i g i n P r o 8Evaluationin Pro 8O r i :P r oEvaluationEvaluation20.825303540Linear Fit of 30Linear Fit of 35Linear Fit of 40Linear Fit of 20.8Linear Fit of 25Linear Fit of 25Linear Fit of 3

13、0Linear Fit of 35Linear Fit of 40Linear Fit of 20.8i gi n P r o 8Evaluation0.60.81.01.21.4g/LT(。KIK2R1R2CMC(g/L)20.854.9741326.80.975010.993941.046T(。K1K2R1R2CMC(g/L)2558.6657436.30.976610.953491.065T(。K1K2R1R2CMC(g/L)3058.1728636.20.951610.964471.094T(。K1K2R1R2CMC(g/L)3560.5142938.80.953480.919571.

14、083T(。K1K2R1R2CMC(g/L)4066.2285744.90.965170.960151.078实验结果讨论:离子型表面活性剂在稀溶液中分别以正负离子形式存在，它们的稀溶液性 质与正常的强电解质溶液相似，溶液的电导率随浓度的增加而增大。随着SDS 溶液浓度的增加，电导率k是正比增加的，在临界处斜率发生变化，出现一转折 点，此点对应的浓度即为AES溶液的CMC值。根据上面的图表可知，AES的CMC 浓度在1.0g/L附近发生了转折，即CMC的临界胶束浓度为1.0g/L。在考虑温度因素对CMC临界胶束浓度时，根据第二幅图所示，随着温度的上 升，电导率k有明显的上升，但是随着温度的上升CMC的临界胶束浓度却没有显 著的上升，却还是保持在1.0g/L左右。这个实验让我感触最深的是，做事之前，得先计划，正如老师说的，“计算 好了，实验起来是很快的。”确实如此，在今后的生活中，我会计划好，然后去 完成每一个目标。参考文献.赵国玺.表面活性剂作用原理M.北京：中国轻工业出版社,2003:67-72.赵同刚.食品添加剂的作用与安全性控制J.中国食品添加剂,2010(3):45-50.王美荣，金志琳.光散射技术及其在化学与化工领域中的应用J.山东化 工，2005,34(1):16-20.蒋福宾，曾华辉，杨正业,等.稳