電導(dǎo)法測(cè)定CTAB臨界膠束濃度附乙醇

1、電導(dǎo)法測(cè)定CTAB勺臨界膠束濃度及乙醇對(duì)它的影響南昌航空大學(xué)13229216宋熠1冃U言1.1表面活性劑】表面活性劑是指具有固定的親水親油基團(tuán)， 在溶液的表面能定向排列，并能使表 面張力顯著下降的物質(zhì)。由于表面活性劑分子中具有非極性烴鏈 （8個(gè)碳原子以 上烴鏈）以及極性基團(tuán)（如：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、 酰胺基和醚鍵等），使其分子結(jié)構(gòu)具有兩親性。表活性劑都是由極性和非極性兩部分組成的，若按離子的類型來(lái)分，可分為以下三類陰離子型表面活性劑如羧酸鹽（如肥皂，C17H35COONa烷基硫酸鹽如十二烷基硫酸鈉,CH3 （CH2 11SO4NW、烷基磺酸鹽十二烷基苯磺酸鈉， CH

2、3（CH2）11C6H5SO3N等。陽(yáng)離子型表面活性劑主要是銨鹽，如十六烷基三甲基溴化銨（CTAB1.2. 臨界膠束濃度【2】由于表面活性劑具有雙親結(jié)構(gòu)，分子有自水中逃離水相而吸附于界面上的趨勢(shì)， 但當(dāng)表面吸附達(dá)到飽和后，再增加濃度時(shí)，表面活性劑分子無(wú)法再在表面上進(jìn)一 步吸附，這時(shí)為了降低體系能量，活性劑分子會(huì)相互聚集，形成膠束，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，表面活性物質(zhì)在水中開(kāi)始形成膠束的濃度（或形成膠束所需的最低濃度）稱為臨界膠束濃度（ critical micelle concentration,CMC ）。1.3. 電導(dǎo)法【3】電導(dǎo)法是利用表面活性劑水溶液電導(dǎo)率隨濃

3、度的變化關(guān)系，從電導(dǎo)率（K ）對(duì)濃度（c）曲線上表現(xiàn)為CMC!后直線斜率的變化，兩條不同斜率的直線的交點(diǎn) 所對(duì)應(yīng)的濃度即CMC原則上，表面活性劑物理化學(xué)性質(zhì)的突變皆可利用來(lái)測(cè)定表面活性劑的CMC目前就報(bào)道文獻(xiàn)來(lái)說(shuō)，測(cè)定表面活性劑CM（如電導(dǎo)法，染料法【4】？增溶作用法【5】 ?表面張力法和NMF【f】方法等，最常用的是表面張力測(cè)定和電導(dǎo)測(cè)量 ？不同方 法測(cè)定同一表面活性劑的CMCS有一定的差異，也各有特點(diǎn)？本文利用電導(dǎo)法測(cè)定了陽(yáng)離子型 CTAB勺CMC,研究了乙醇對(duì)CMCB的影響。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器和藥品：1個(gè)150ml小燒杯，一個(gè)酸式滴定管，DDS-307電導(dǎo)率儀(上海世義精密儀器 有限

4、公司)，移液管一只(25ml)，電子天平一臺(tái)分析純十六烷基三甲基溴化銨，蒸餾水，乙醇2.2實(shí)驗(yàn)步驟：1. 配制母液(濃度為0.002mol ?L - 1)準(zhǔn)確稱取十六烷基三甲基溴化銨0.7290g,在150ml小燒杯中加入20ml蒸餾水溶 解，轉(zhuǎn)入1L容量瓶中，再用少許蒸餾水洗滌燒杯三次，洗滌液也轉(zhuǎn)入容量瓶中。 初步搖勻，再加蒸餾水至刻度，搖勻。2. 測(cè)定不同濃度表面活性劑的電導(dǎo)率(1) 用移液管準(zhǔn)確加入20ml已經(jīng)配制好的十六烷基三甲基溴化銨溶液于燒杯中， 然后用堿式滴定管加入1.1ml的去離子水測(cè)定19X 10-4mol?L - 1十六烷基三甲基 溴化銨溶液的電導(dǎo)率。，用濾紙擦干電極，然后

5、插入電導(dǎo)率儀電極，測(cè)定該溶液的電導(dǎo)率，從儀器的屏 幕上讀出該條件下的電導(dǎo)率，并記錄下來(lái)。(3)用同樣的方法，依次加入去離子水 2.5ml、3.1ml、4.1 ml、5.6ml、8.1ml、12.7ml、9.5ml、6.1 ml、7.3ml。分別測(cè)定 17.2 X 10 - 4 mol?L - 1、15.3 X 10 - 4mol?L - 1、13.4 X 10-4 mol?L - 1、11.5 X 10 - 4 mol?L -1、9.5 X 10-4 mol?L - 1、7.4 X 10 - 4 mol?L -1、6.4 X 10 - 4 mol ?L -1、5.9 X 10 - 4 mol

6、?L - 1、5.4 X 10 - 4 mol?L -1系列濃度十六烷基三甲基溴化銨溶液的電導(dǎo)率。加乙醇對(duì)CMC值的影響(1) 將1%濃度的乙醇溶液加水稀釋成 0.3%的乙醇溶液，取5ml的0.3%乙醇， 加入燒杯再向其中加入 20ml的母液(0.002mol/mol )于燒杯中，再向燒杯中分 別加入 0ml， 1.7ml,1.9ml,2.2ml,5.6ml,8.1ml,12.7ml,9.5ml,6.1ml,和 7.3ml 的0.06%的乙醇溶液并分別測(cè)量其電導(dǎo)率，記錄在表格內(nèi)。(2) 取5ml的1%乙醇，加入燒杯再向其中加入 20ml的母液(0.002mol/mol )于燒杯中，再向燒杯中分

7、別加入 Oml , 1.7ml,1.9ml,2.2ml,5.6ml,8.1ml,12.7ml,9.5ml,6.1ml,和 7.3ml 的 0.2%的乙醇溶液并分別測(cè)量其電導(dǎo)率，記錄在表格內(nèi)。(3) 將1%的乙醇稀釋成0.2%的乙醇溶液，取5ml的0.2%乙醇，加入燒杯再向 其中加入20ml的母液(0.002mol/mol )于燒杯中，再向燒杯中分別加入0ml，1.7ml,1.9ml,2.2ml,5.6ml,8.1ml,12.7ml,9.5ml,6.1ml,和 7.3ml 的 0.04%的乙醇溶液并分別測(cè)量其電導(dǎo)率，記錄在表格內(nèi).(4) 將1%的乙醇稀釋成0.5%的乙醇溶液，取5ml的0.5%乙

8、醇，加入燒杯再向 其中加入 20ml的母液(0.002mol/mol )于燒杯，再向燒杯中分別加入0ml，1.7ml,1.9ml,2.2ml,5.6ml,8.1ml,12.7ml,9.5ml,6.1ml,和 7.3ml 的 0.1%的乙醇溶液并分別測(cè)量其電導(dǎo)率，記錄在表格內(nèi).(5) 將1%的乙醇稀釋成0.4%的乙醇溶液，取5ml的0.4%乙醇，加入燒杯再向 其中加入20ml的母液(0.002mol/mol )于燒杯中，再向燒杯中分別加入0ml，1.7ml,1.9ml,2.2ml,5.6ml,8.1ml,12.7ml,9.5ml,6.1ml,和 7.3ml 的 0.08%的乙醇溶液并分別測(cè)量其電

9、導(dǎo)率，記錄在表格內(nèi)3結(jié)果的記錄與處理3.1，同一溫度不同的CTAB的電導(dǎo)率的測(cè)定(已知母液濃度0.002mol?L -1取20ml母液)加入水量VmA4濃度 c/10 - mol ?L電導(dǎo)率卩s/cm1.119.098.6109.62.517.290.3102.03.115.386.096.34.113.481.690.85.611.577.185.28.19.571.077.612.77.460.364.99.56.453.157.16.15.949.353.07.35.445.545.53.12電導(dǎo)率對(duì)濃度的函數(shù)圖象如下圖所示;3.13上圖圖像的分析和記錄，如下表所示;溫度C直線1直線2C

10、MC10 - 4 mol/l)斜率截距R2斜率截距F2256.1912.990.982.744.90.989.247362在溫度恒定的情況下，在不考慮影響因素時(shí)，所測(cè)得的CTAB的臨界膠束濃度(CMC 為 9.24 X 10 - 4 mol/l。影響因素：與文獻(xiàn)值相比較，用電導(dǎo)法測(cè)得的臨界膠束濃度值與文獻(xiàn)值有所差別的原因可能是由于溶液配制不準(zhǔn)或配制溶液過(guò)程有氣泡產(chǎn)生，定容不準(zhǔn)，CTAB部分分解等原因所致；溶液溫度低于實(shí)際要測(cè)得溫度。3.2同一溫度，加入同樣的量乙醇，以不同量的CTAB分別測(cè)量電導(dǎo)率記錄下表如示；加加入加加加濃度加入加入加入加入加入入的入入入c/ mo的的的的的的0.1%的的的l

11、?L0.08%0.1%0.2%0.04%0.06%0.0的乙0.20.00.0-1的乙的乙的乙的乙的乙8的醇的%的4%6醇的醇的醇的醇的醇的乙 醇 的 量V/ml量V/ml乙 醇 的 量V/ml的乙 醇 的 量V/ml%的乙 醇 的 量V/ml電導(dǎo) 率卩 ms/cm電導(dǎo) 率卩 ms/cm電導(dǎo) 率卩 ms/cm電導(dǎo) 率卩 ms/cm電導(dǎo) 率卩 ms/cm000000.001685.184.688.187871.71.71.71.71.70.00158483.286.285.185.91.91.91.91.91.90.001482.181.484.283.384.12.22.22.22.22.20

12、.001379.479.782.181.482.15.65.65.65.65.60.001173.975.477.976.277.58.18.18.18.18.10.000968.268.374.369.670.712.712.712.712.712.70.000757.356.258.157.658.39.59.59.59.59.50.000651.149.65150.450.86.16.16.16.16.10.0005547.646.247.346.647.17.37.37.37.37.30.000544.143.143.643.143.53.21數(shù)據(jù)分析與記錄溫度25C時(shí)不同濃度的乙醇對(duì)

13、 CMC勺影響90c/mol/Lc/mol/L9080706050400.00060.00080.00100.00120.00140.00160.0004C/mol/LC/mol/L3.22上述圖表的記錄和計(jì)算乙醇濃度直線的性質(zhì)與記錄CMC10 - 4 mol/l)0.04%的乙 醇斜率76600斜率19970.599.0239截距5.07截距56.1716R20.99887r20.999140.06%的乙 醇斜率66350斜率24617.659.1291截距10.3325截距48.4304R20.9965r20.98040.08%的乙 醇斜率59580斜率24941.189.1234截距14

14、.7575截距46.3598R20.99581R20.98340.1%的乙斜率68150斜率23264.719.1767截距9.7825截距50.9726醇r20.99712r20.967810.2%的乙醇斜率63200斜率22823.539.2866截距11.6000截距49.0961r20.99932r20.96393乙醇濃度與CMC的關(guān)系圖表系歹11CL 00094Q. 000920. 00090.000880 00蹩0 10嘛0. 20%0. 30%乙雪濃度鈕3.23結(jié)論：乙醇的加入對(duì)CM（影響：從總體趨勢(shì)上看，乙醇的加入不利于膠束形 成，即增大了 CMC分析：乙醇的加入對(duì) CMC增加

15、的原因：乙醇的極性大，與水的互溶性好，加入乙醇后，溶劑的性質(zhì)發(fā)生了變化，CTAB的憎水尾基與乙醇分子之間的相互作用比較強(qiáng)，使表面活性劑的溶解度增大，從而使CMC上升，也可能是乙醇與水分子發(fā)生強(qiáng)烈作用，特別是形成氫鍵，破壞了水的結(jié)構(gòu)，使溶液的介電常數(shù) 變小，削弱了表面活性劑的憎水效應(yīng)和膠束形成能力，不利于膠束作用的形成， 使CMCk升。注 MCTAB=364.4其 CMC勺理論值為 9.11 X 10 -4 mol/l。4.注意事項(xiàng)：1,電極在沖洗后必須擦干，以保證溶液濃度的準(zhǔn)確，電極在使用過(guò)程中其極片 必須完全浸入到所測(cè)溶液中。2,為避免氣泡形成，保證表面活性劑完全溶解，影響濃度的準(zhǔn)確性，在配

16、制溶 液時(shí)盡量減少攪拌，定容時(shí)水要沿瓶壁緩緩加入。參考文獻(xiàn)11崔德福藥劑學(xué)M北京人民衛(wèi)生出版社，2007: 267 .【2】孫德志.趙敬中.魏西蓮，吸附伏安法測(cè)定表面活性劑的臨界膠束濃度J,分析測(cè)試學(xué)報(bào)1994(03)【3】Ralston A W,Hoerr CW,Hoffman E J.Studies on high molecular weight aliphatic amines and their salts. IV. Electricalc on ductivitiesof aqueoussoluti ons of thehy droch lorid esa nd acetates

17、of dodecyl and octade cylami nes.J.Am.Chem.Soc.,1942,64(1):97.4 MutoS, MeguroK. The determi natio n of the C M C of surfacta nts insome organic solvents .Bull.Chem.Soc.Japan.,1973,46(5):1316.5 Kitahara A,I shikawa T,Ta nimari S. The study on solubilizatio n of fromits vapor press ureover n onionican dionic surfacta nts olution sinv arious non polar solce nts. J. Colloid In ter.Sci., 1967, 23(2):243.6 趙國(guó)璽,程玉珍,歐進(jìn)國(guó)等.正離子表面活性劑與負(fù)離子表面活性劑在水溶液中的相互作用J.化學(xué)學(xué)報(bào)，1980,38(05):409.7 Corno C, Platone E, Ghelli S 13C NMRanalysis of po lyo