測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度

1、電導(dǎo)法測定水溶性表面電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度活性劑的臨界膠束濃度 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?. 1. 了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。2. 2. 掌握掌握DDS-11ADDS-11A型電導(dǎo)率儀的使用方法。型電導(dǎo)率儀的使用方法。3. 3. 用電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠用電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。束濃度。 實驗原理實驗原理 1.1.表面活性劑表面活性劑 能使水的表面張力明顯降低的物質(zhì)稱為表面能使水的表面張力明顯降低的物質(zhì)稱為表面活性劑。這類物質(zhì)含有活性劑。這類物質(zhì)含有親水（極性）基團(tuán)親水（極性）基團(tuán)和和親油親油（非極性）基團(tuán)（非極

2、性）基團(tuán)。表面活性劑表面活性劑離子型離子型陰離子型陰離子型如如CH3(CH2)11SO4Na 陽離子型陽離子型如如C12H25N (CH3)3Cl 非離子型非離子型 如聚氧乙烯類如聚氧乙烯類 R-O-(CHR-O-(CH2 2CHCH2 2O-)O-)n n-H -H 實驗原理實驗原理2. 2. 臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration) 表面活性劑進(jìn)入水中表面活性劑進(jìn)入水中, ,在低濃度時呈分子狀態(tài)分在低濃度時呈分子狀態(tài)分散在水中。當(dāng)溶液濃度加大到一定程度時散在水中。當(dāng)溶液濃度加大到一定程度時, ,許多表面許多表面活性劑的分子把親油基團(tuán)靠攏而結(jié)合

3、成很大的集團(tuán)，活性劑的分子把親油基團(tuán)靠攏而結(jié)合成很大的集團(tuán)，稱為稱為膠束膠束。 表面活性劑在水中形成膠束所需的最低濃度稱為表面活性劑在水中形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration),以以CMCCMC表表示。示。 實驗原理實驗原理圖圖1 1 膠束形成過程示意圖膠束形成過程示意圖實驗原理實驗原理 以膠束形式存在于水中的表面活性物質(zhì)是以膠束形式存在于水中的表面活性物質(zhì)是比較穩(wěn)定的。比較穩(wěn)定的。 隨著表面活性劑在溶液中濃度的增長，球隨著表面活性劑在溶液中濃度的增長，球星膠束還可能轉(zhuǎn)變成棒形膠束，以致層狀星膠束還可能轉(zhuǎn)變成棒形膠束，

4、以致層狀膠束。后者可用來制作液晶，它具有各向膠束。后者可用來制作液晶，它具有各向異性的性質(zhì)。異性的性質(zhì)。實驗原理實驗原理 3. 3. 臨界膠束濃度的測定臨界膠束濃度的測定 在在CMCCMC點上，由于溶液的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其物理及點上，由于溶液的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其物理及化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)( (如表面張力、電導(dǎo)、滲透壓、濁度、光學(xué)如表面張力、電導(dǎo)、滲透壓、濁度、光學(xué)性質(zhì)等性質(zhì)等) )同濃度的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折同濃度的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折, ,如圖如圖2 2所所示。這個現(xiàn)象是測定示。這個現(xiàn)象是測定CMCCMC的實驗依據(jù)的實驗依據(jù), ,也是表面活性也是表面活性劑的一個重要特征。劑的一個重要特征。實驗原理實

5、驗原理實驗原理實驗原理實驗原理實驗原理 濃度濃度/mol.L/mol.L-1-1圖圖2 252 25時十二烷基硫酸鈉水溶液的物理性質(zhì)和濃度的關(guān)系時十二烷基硫酸鈉水溶液的物理性質(zhì)和濃度的關(guān)系實驗原理實驗原理 本實驗利用本實驗利用DDS-11ADDS-11A型電導(dǎo)率儀測定不同濃度的型電導(dǎo)率儀測定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率( (也可換算成摩爾也可換算成摩爾電導(dǎo)率電導(dǎo)率),),并作電導(dǎo)率并作電導(dǎo)率( (或摩爾電導(dǎo)率或摩爾電導(dǎo)率) )與濃度的關(guān)與濃度的關(guān)系圖系圖, ,從圖中的轉(zhuǎn)折點即可求得臨界膠束濃度從圖中的轉(zhuǎn)折點即可求得臨界膠束濃度( (參參見圖見圖3)3)。實

6、驗原理實驗原理實驗原理實驗原理圖圖3 3 十二烷基硫酸鈉水溶液電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系十二烷基硫酸鈉水溶液電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系 實驗原理實驗原理DDS-11ADDS-11A電導(dǎo)率儀一臺；電導(dǎo)率儀一臺；容量瓶容量瓶(50mL) 12(50mL) 12只；只；電導(dǎo)電極一支；電導(dǎo)電極一支；恒溫水浴一套（兩組共用）；恒溫水浴一套（兩組共用）；儀器：儀器：試劑：十二烷基硫酸鈉試劑：十二烷基硫酸鈉(0.100 mol/L)(0.100 mol/L) 實驗儀器試劑實驗儀器試劑1.1. 準(zhǔn)確配制準(zhǔn)確配制0.0020.002，0.0040.004，0.0060.006，0.0070.007，0.0080.008，0.0

7、090.009，0.0100.010，0.0120.012，0.0140.014，0.0160.016， 0.0180.018， 0.020 0.020 molmolL L-1-1的十二烷基硫酸鈉溶液各的十二烷基硫酸鈉溶液各50mL50mL。2.2. 開通電導(dǎo)率儀的電源預(yù)熱；開通電導(dǎo)率儀的電源預(yù)熱； 調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至4040。實驗步驟實驗步驟3. 用用DDS-11A型電導(dǎo)率儀由稀到濃分別測定上型電導(dǎo)率儀由稀到濃分別測定上述各溶液的電導(dǎo)率值。用后一個溶液蕩洗存述各溶液的電導(dǎo)率值。用后一個溶液蕩洗存放前一個溶液的電導(dǎo)池三次以上，各溶液測放前一個溶液的電導(dǎo)池三次以上，各溶液測定前

8、必須恒溫定前必須恒溫10min，平行測定三次。，平行測定三次。4. 列表記錄各溶液對應(yīng)的電導(dǎo)率值，也可換算列表記錄各溶液對應(yīng)的電導(dǎo)率值，也可換算成摩爾電導(dǎo)率。成摩爾電導(dǎo)率。 實驗步驟實驗步驟數(shù)據(jù)記錄表數(shù)據(jù)記錄表濃度濃度/mol/molL L-1-1電導(dǎo)率電導(dǎo)率濃度濃度/mol/molL L-1-1電導(dǎo)率電導(dǎo)率數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄1.1. 配制溶液時必須保證濃度的準(zhǔn)確性。配制溶液時必須保證濃度的準(zhǔn)確性。稀釋十二稀釋十二烷基硫酸鈉溶液時，應(yīng)防止振搖猛烈，產(chǎn)生大烷基硫酸鈉溶液時，應(yīng)防止振搖猛烈，產(chǎn)生大量氣泡影響測定；量氣泡影響測定；2.2. 測定水溶液電導(dǎo)時要按從稀到濃的順序來測。測定水溶液電導(dǎo)時要按從

9、稀到濃的順序來測。每次測定后，必須用下一個待測溶液充分蕩洗每次測定后，必須用下一個待測溶液充分蕩洗電極和燒杯，以免溶液濃度變化引起測定誤差；電極和燒杯，以免溶液濃度變化引起測定誤差；注意事項注意事項3. 3. 測定時測定時, , 可用電導(dǎo)電極攪拌溶液的同時測定電可用電導(dǎo)電極攪拌溶液的同時測定電導(dǎo)率導(dǎo)率, , 直至電導(dǎo)率不再變化后記錄數(shù)據(jù)；直至電導(dǎo)率不再變化后記錄數(shù)據(jù)；4. 4. 作圖時應(yīng)分別對圖中轉(zhuǎn)折點前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性作圖時應(yīng)分別對圖中轉(zhuǎn)折點前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，找出兩條直線，這兩條直線的相交點所擬合，找出兩條直線，這兩條直線的相交點所對應(yīng)的濃度才是所求的水溶性表面活性劑的臨對應(yīng)的濃度才是所求的水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度。界膠束濃度。注意事項注意事項1. 若要知道所測得的臨界膠束濃度是否準(zhǔn)確，可若要知道所測得的臨界膠束濃度是否準(zhǔn)確，可用什么實驗方法驗證之？用什么實驗方法驗證之？2. 非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨界膠束濃度