5.测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验处理报告.pdf

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1、电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验十七 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、目的要求1用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度2了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 3掌握电导仪的使用方法二、基本原理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）同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图 1 所示。这个现象是测定 CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径：1、是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空

2、气；2、是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。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地溶于水中。在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验十七 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、目的要求1用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度2了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 3掌握电导仪的使用方法二、基本原理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 C

3、MC 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）同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图 1 所示。这个现象是测定 CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径：1、是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气；2、是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。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地溶于水中。在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂

4、离子测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验处理报告测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验处理报告和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达考虑，反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达 CMCCMC 时，由于时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所

5、以电导急这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。剧下降。对于离子型表面活性剂溶液，对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，当溶液浓度很稀时，电导的变化规电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定这就是电导法测定 CMCCMC 的依据。的依据。本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率）导值（或摩尔

6、电导率），并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关，并作电导值（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。系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。三、实验步骤三、实验步骤1 1调节恒温水浴温度至调节恒温水浴温度至 25252 2吸取吸取 10ml10ml 的的 0.020.02 molmoldm-3dm-3 十二烷基硫酸钠溶液于十二烷基硫酸钠溶液于 100ml100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水烧杯中，依次移入恒温后的电导水 2ml2ml、3ml3ml、5ml5ml、5ml5ml、5ml5ml、5ml5ml、10ml10ml、10ml10ml、10ml10ml、20m

7、l20ml，搅拌，分别测其电导率。，搅拌，分别测其电导率。每个溶液的电导读数三次，取平均值。每个溶液的电导读数三次，取平均值。3 3列表记录各溶液对应的电导，列表记录各溶液对应的电导，并换算成电导率或摩尔电导率。并换算成电导率或摩尔电导率。四、数据记录与处理四、数据记录与处理表一：环境条件表一：环境条件表二：实验数据记录表二：实验数据记录T=25T=25由上表作由上表作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图如下出电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图如下:由图可知，两条折线相交点由图可知，两条折线相交点 32451x+27787=59943x+65.30132451x+27787=59943x+

8、65.301 解解得：得：x=7.73x=7.7310 mol10 moldmdm即即 CH3CH3（CH2CH2）11SO4Na11SO4Na 的的 CMCCMC 为：为：7.737.731010molmoldmdm-3-3-3-3-3-3-3-3误差分析：误差分析：1 1、在实验过程中，恒温水浴的温度出现波动。、在实验过程中，恒温水浴的温度出现波动。2 2、量取的十二烷基硫酸钠溶液和电导水的体积不够精确，将他、量取的十二烷基硫酸钠溶液和电导水的体积不够精确，将他们混合搅拌不够均匀造成误差。们混合搅拌不够均匀造成误差。五、思考题五、思考题1 1 溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓

9、度有关，溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度有关，其关系式可表示为：其关系式可表示为：试问如何测出其热效应值？试问如何测出其热效应值？答：准确配臵所需要的溶液，求出各个浓度时的电导值，作出电答：准确配臵所需要的溶液，求出各个浓度时的电导值，作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的折线图求出转折点处临界胶束浓导值（或摩尔电导率）与浓度的折线图求出转折点处临界胶束浓度，即度，即CMCCMC 的值，根据溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡的值，根据溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度关系式同温度和浓度关系式即可求出其热效应值即可求出其热效应值H H。2 2非离子型表面活性剂能否用本

10、实验方法测定临界胶束浓度？非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？为什么？若不能，则可用何种方法测定？答：表面张力既可用于离子型表面活性剂的测定，也可用于非离答：表面张力既可用于离子型表面活性剂的测定，也可用于非离子型表面活性剂的测定；而电导法只适用于离子型表面活性剂的子型表面活性剂的测定；而电导法只适用于离子型表面活性剂的测定。测定。篇二：电导法测定表面活性剂临界胶束浓度篇二：电导法测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)(CMC)一一.实验目的与要求实验目的与要求(1)(1)了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。

11、（2)2)用电导法测定用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。(3)(3)掌握电导率仪的使用方法。掌握电导率仪的使用方法。二二.实验仪器及药品实验仪器及药品仪器仪器:DDS-307:DDS-307 型电导率仪型电导率仪 2 2 台；电导电极台；电导电极 2 2 支；恒温水浴支；恒温水浴 1 1 套；套；500mL500mL 容量瓶容量瓶 4 4 只，只，100mL100mL 容量瓶容量瓶 1212 只。只。试剂试剂:0.050mol/L:0.050mol/L 十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠(分析纯分析纯)；0.050mol/L0.050mol/L 十二烷基十二烷基

12、苯磺酸钠苯磺酸钠（分析纯）（分析纯）；0.050mol/L0.050mol/L 十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基溴化铵（分析纯）（分析纯）；0.050mol/L0.050mol/L 十二烷基三甲基溴化铵（分析纯）十二烷基三甲基溴化铵（分析纯）；氯化钾；氯化钾(分析纯分析纯)，电导水。电导水。三三.实验原理实验原理1.1.表面活性剂的特性及胶束形成原理。表面活性剂的特性及胶束形成原理。能使溶液表面张力明显降低的溶质称为表面活性剂，能使溶液表面张力明显降低的溶质称为表面活性剂，表面活性剂表面活性剂分子是由亲水性的极性基团分子是由亲水性的极性基团(通常是离子化通常是离子化)和憎水性的非极性基和憎水

13、性的非极性基团团(具有具有 8-188-18 个碳原子的直链烃或环烃个碳原子的直链烃或环烃)所组成的有机化合物。按所组成的有机化合物。按离子的类型可将其分为三大类：离子的类型可将其分为三大类：(1)(1)阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂如羧酸盐如羧酸盐(肥皂，肥皂，C17H35COONa)C17H35COONa)，烷基硫酸盐，烷基硫酸盐 十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)SO4Na,CH3(CH2)SO4Na,烷烷 基基 磺磺 酸酸 盐盐 十十 二二 烷烷 基基 苯苯 磺磺 酸酸 钠钠，CH3(CH2)11C6H5SO3NaCH3(CH2)11C6H5SO3Na等。等。(2)

14、(2)阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂主主 要要 是是 胺胺 盐盐，如如 十十 二二 烷烷 基基 二二 甲甲 基基 叔叔 胺胺 盐盐 酸酸 盐盐 叔叔 胺胺 盐盐，CH3(CH2)11N(CH3)2 HCLCH3(CH2)11N(CH3)2 HCL 和十二烷基二甲基苄基氯化铵和十二烷基二甲基苄基氯化铵 季铵盐，季铵盐，C12H23(CH3)2(C6H5CH2)NCL.C12H23(CH3)2(C6H5CH2)NCL.(3)(3)非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂如聚乙二醇类如聚乙二醇类HOCH2(CH2OCH2)NCH2OHHOCH2(CH2OCH2)NCH2OH。表面活性剂为了使自。表

15、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己成为溶液中的稳定分子，有可能采取两种途径:一是当它们以低一是当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面而向着空气，形成定向性基团向着水，非极性基团脱离水的表面而向着空气，形成定向排列的单分子膜，从而使表面吉布斯自由能明显降低；二是当溶排列的单分子膜，从而使表面吉布斯自由能明显降低；二是当溶液浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子不但在溶液表面液浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子不但在溶液表面聚集而形成单分子层，而

16、且在溶液本体内部表面活性剂的非极性聚集而形成单分子层，而且在溶液本体内部表面活性剂的非极性基团相互靠在一起，以减少非极性基团与水的接触面积，当溶液基团相互靠在一起，以减少非极性基团与水的接触面积，当溶液浓度增大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻聚集成很浓度增大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻聚集成很大的基团，形成“胶束”大的基团，形成“胶束”，如图，如图 4-164-16 所示。表面活性物质在水中所示。表面活性物质在水中形成胶束所需要的最低浓度称为临界胶束浓度形成胶束所需要的最低浓度称为临界胶束浓度(critical(critical micellemicelleconcentr

17、ation),concentration),以以 CMCCMC 表示。随着表面活性剂在溶液中浓度的增表示。随着表面活性剂在溶液中浓度的增加，球形胶束还有可能变成棒形胶束，以致层状胶束，如图加，球形胶束还有可能变成棒形胶束，以致层状胶束，如图 4-174-17所示。后者可用来制造液晶，它具备各向异性的性质。所示。后者可用来制造液晶，它具备各向异性的性质。在在 CMCCMC 点上，由于溶液的结构改变，导致其物理和化学性质点上，由于溶液的结构改变，导致其物理和化学性质(如表面张力、电导、渗透如表面张力、电导、渗透压、压、浊度、浊度、光学性质等光学性质等)与浓度的关系曲线出现明显转折，与浓度的关系曲线

18、出现明显转折，如图如图 4-184-18所示。这个现象是测定所示。这个现象是测定 CMCCMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。重要特征。CMCCMC 是表面活性剂的一种重要特征，是表面活性剂的一种重要特征，CMCCMC 越小，则表示这种表越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低面活性剂形成胶束所需浓度越低,达到表面达到表面(界面界面)饱和吸附的浓度饱和吸附的浓度越低，只有溶液浓度稍高于越低，只有溶液浓度稍高于 CMCCMC 时，才能充分发挥表面活性剂的时，才能充分发挥表面活性剂的作用，如润湿、乳化、发泡、增溶、洗涤等重要作用。目前表面作用，如润

19、湿、乳化、发泡、增溶、洗涤等重要作用。目前表面活性剂广泛用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤等各活性剂广泛用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤等各个领域。个领域。2.2.表面活性剂临界胶束浓度的测定原理表面活性剂临界胶束浓度的测定原理测定测定 CMCCMC 的方法很多，原则上只要是溶液的物理化学性质随着的方法很多，原则上只要是溶液的物理化学性质随着表面活性剂溶液浓度在表面活性剂溶液浓度在 CMCCMC 处发生突变，处发生突变，都可以利用来测定都可以利用来测定 CMC,CMC,常用的测定方法有电导法、表面张力法、光散射法、比色法常用的测定方法有电导法、表面张力法、光散射法、比色法(染

20、料染料吸附法吸附法)，浊度法，浊度法(增溶法增溶法)等。这些方法原理上都是从溶液的物理等。这些方法原理上都是从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得的。电导法是经典方法，简便化学性质随浓度变化关系出发求得的。电导法是经典方法，简便可靠。只限于离子型表面活性剂，此法对于有较高活性的表面活可靠。只限于离子型表面活性剂，此法对于有较高活性的表面活性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏度，因此配制性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏度，因此配制溶液应该用电导水。溶液应该用电导水。电导法测定离子表面活性剂的电导法测定离子表面活性剂的 CMCCMC 相当方便，在溶液中对电导相当方便，在溶液

21、中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子,而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑，反离子大于而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达表面活性剂离子。当溶液浓度达 CMCCMC 时，由于表面活性剂离子缔时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小、体降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小、体积大的胶束对电导的贡献非常

22、小，所以电导急剧下降。即对于离积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。即对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导率急剧下降。这就是电导法测生成，电导率发生改变，摩尔电导率急剧下降。这就是电导法测定定 CMCCMC 的依据。的依据。本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率值，电导率值，计算出相应的摩

23、尔电导率计算出相应的摩尔电导率mm，然后作然后作m-Cm-C 图，图，得相得相应的曲线，曲线上转折点对应的浓度即为应的曲线，曲线上转折点对应的浓度即为 CMCCMC。四、实验步骤四、实验步骤(1).(1).原始溶液的配制原始溶液的配制准确称取四个表面活性剂在准确称取四个表面活性剂在 8080干燥干燥 3h3h，用电导水准确配制成，用电导水准确配制成0.050mol/L0.050mol/L 的原始溶液。的原始溶液。（2).2).溶液的配制溶液的配制分别量取分别量取 0.050mol/L0.050mol/L 原始溶液原始溶液 4mL4mL、8mL8mL、12mL12mL、14mL14mL、16mL

24、16mL、18mL18mL、20mL20mL、24mL24mL、28mL28mL、32mL32mL、36mL36mL、40mL40mL，稀释至稀释至 100mL100mL。各溶液的浓度分别为各溶液的浓度分别为 0.002mol/L0.002mol/L、0.004mol/L0.004mol/L、0.006mol/L0.006mol/L、0.007mol/L0.007mol/L、0.008mol/L0.008mol/L、0.009mol/L0.009mol/L、0.010mol/L0.010mol/L、0.012mol/L0.012mol/L、0.014mol/L0.014mol/L、0.016m

25、ol/L0.016mol/L、0.018mol/L0.018mol/L、0.020mol/L0.020mol/L。见图见图 1-11-1 所示。所示。图图1-11-1 溶液的配置图溶液的配置图1-2 251-2 25恒温加热恒温加热图图1-31-3电导率仪的校正电导率仪的校正（3).3).恒温槽恒温至恒温槽恒温至(25(250.1)C0.1)C 见图见图 1-21-2 所示。所示。(4).(4).电导率仪的校电导率仪的校正正 见图见图 1-31-3 所示。所示。(5).(5).测定电导电极常数测定电导电极常数 KcellKcell首先用蒸馏水洗净烧杯和电极，在烧杯中装入适量的首先用蒸馏水洗净烧

26、杯和电极，在烧杯中装入适量的 0.Olmol/L0.Olmol/L的的 KCLKCL 标准溶液。由标准溶液。由 教材后附录中查出测定温度下教材后附录中查出测定温度下 0.01mol/L0.01mol/L 的的KCLKCL 标准溶液的电导率值。接下来进行校准仪标准溶液的电导率值。接下来进行校准仪 器，温度采用不补器，温度采用不补偿方式，量程选择开关指向“”偿方式，量程选择开关指向“”，待仪器读数稳定后，调节常数，待仪器读数稳定后，调节常数补偿旋钮，使仪器显示值与标准溶液的电导率值一致。最后量程补偿旋钮，使仪器显示值与标准溶液的电导率值一致。最后量程选择开关指向“检查”选择开关指向“检查”，仪器的

27、显，仪器的显 示值即为该电极的电极常数。示值即为该电极的电极常数。如如:显示值为显示值为 92.692.6S/cmS/cm，则该电极的电极常数为，则该电极的电极常数为 0.9260.926；显示值；显示值为为 102.2102.2S/cmS/cm，则该电极的电极常数为则该电极的电极常数为 1.0221.022。(6).(6).溶液电导率溶液电导率的测定的测定用电导率仪从稀溶液到浓溶液分别测定电导率。用电导率仪从稀溶液到浓溶液分别测定电导率。用后一个溶液荡用后一个溶液荡洗接触过前一个溶液的洗接触过前一个溶液的 电导电极和容器电导电极和容器 3 3 次以上，次以上，各溶液测定前各溶液测定前必须恒温

28、必须恒温 10min,10min,每个溶液的电导率读数每个溶液的电导率读数 3 3 次，取次，取 平均值。平均值。(7).(7).调节恒温水浴温度至调节恒温水浴温度至(40(400.05)C0.05)C。重复上列步骤（。重复上列步骤（4)4)、（5 5），测定测定 40.040.0时各时各 溶液的电导率。溶液的电导率。o o（8 8）.实验结束后洗净电导池和电极，测量电导水的电导率。实验结束后洗净电导池和电极，测量电导水的电导率。五五【实验注意事项】【实验注意事项】(1).(1).配制的溶液须保证表面活性剂完全溶解。配制的溶液须保证表面活性剂完全溶解。(2).(2).电解质溶液的电导率随温度的

29、变化而改变，因此，在测量时应电解质溶液的电导率随温度的变化而改变，因此，在测量时应保持被测体系处于恒温条件下。保持被测体系处于恒温条件下。(3).(3).使用前，先清洗电导电极，清洗时两个铂片不能有机械摩擦。使用前，先清洗电导电极，清洗时两个铂片不能有机械摩擦。可用电导水淋洗，然后将其竖直，用滤纸轻吸，将水吸净，但不可用电导水淋洗，然后将其竖直，用滤纸轻吸，将水吸净，但不能用滤纸擦铂片。使用过程中其电极片必须完全浸人到所测的溶能用滤纸擦铂片。使用过程中其电极片必须完全浸人到所测的溶液中。使用完后，电极必须保持干燥。液中。使用完后，电极必须保持干燥。(4).(4).注意电导率仪应由低到高的浓度顺

30、序测量样品的电导率。注意电导率仪应由低到高的浓度顺序测量样品的电导率。十十二烷基硫酸钠质量：二烷基硫酸钠质量：7.202g7.202g 十二烷基苯磺酸钠质量：十二烷基苯磺酸钠质量：8.720g8.720g十二烷基三甲基溴化铵质量：十二烷基三甲基溴化铵质量：7.703g7.703g 十六烷基三甲基溴化铵质十六烷基三甲基溴化铵质量：量：9.109g9.109g水的电导率水的电导率:0.44*10:0.44*10S/cmS/cm、0.78*100.78*10S/cmS/cm1.1.十二烷基硫酸十二烷基硫酸钠钠3 32525时的实验数据时的实验数据2.2.十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠篇三：电导法测

31、定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度篇三：电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度班级：班级：20102010 级级 1 1 班学号：班学号：2010505118120105051181 姓名：姓名：芦洋成绩：芦洋成绩：一、实验目的一、实验目的1 1、了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；、了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2 2、掌握电导率仪的、掌握电导率仪的使用方法；使用方法；3 3、用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。、用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。二、实验原二、实验原理理由具有明显“两亲”性质

32、的分子组成的物质称为表面活性剂。这由具有明显“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（大于一类分子既含有亲油的足够长的（大于 1010 个碳原子）烃基，又含个碳原子）烃基，又含有亲水的极性基团（离子化的）有亲水的极性基团（离子化的）。如肥皂和各种合成洗涤剂等。表。如肥皂和各种合成洗涤剂等。表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类：型分类，可分为三大类：1 1、阴离子型表面活性剂：如羧酸盐（肥皂，、阴离子型表面活性剂：如羧酸盐（肥皂，C17H35COONaC17H35C

33、OONa），烷，烷基硫酸钠基硫酸钠（十二烷基硫酸钠，（十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11SO4NaCH3(CH2)11SO4Na），烷基磺酸盐烷基磺酸盐（十（十二烷基苯磺酸钠，二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3NaCH3(CH2)11C6H5SO3Na）等。）等。2 2、阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺、阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺（RN(CH3)2HClRN(CH3)2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2ClRN(CH3)2Cl）。3 3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（、非离子型表面活性剂

34、：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nHR-O-(CH2CH2O)nH）。当表面活性剂溶于水中后，当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，不但定向地吸附在水溶液表面，而且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达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图图 1)1)；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，以至层状胶束。如图棒形胶束，以至层状胶束。如图 2 2 所示。后者可用来制作液晶，所示。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。它具有各向异性的性质。表面活性物质在水中形成胶

35、束所需的最低浓度称为临界胶束浓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，以度，以CMCCMC表示。在表示。在CMCCMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质点上，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（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，如图系曲线出现明显转折，如图 3 3 所示。这个现象是测定所示。这个现象是测定 CMCCMC 的实验的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。依据，也是表面活性剂的一个重要特征。本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，本实验通过

36、测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，并并作电导率作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。水溶液在该温度下的临界胶束浓度。图图 2 2 胶束的球形结构和层状结构示意图胶束的球形结构和层状结构示意图图图 3 32525时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系三、仪器和试剂三、仪器和试剂DDS-6700DDS-6700 型电导率仪型电导率仪 容量瓶容量瓶(100mL)(100mL)DJS-1ADJS-1A 型铂黑电极移液管型铂黑电极移液管(5mL(

37、5mL，10mL10mL，20mL20mL，50mL)50mL)恒温水浴恒温水浴十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠(分析纯分析纯)烧杯试管（大）烧杯试管（大）四、实验步骤四、实验步骤1 1、将将 0.020mol0.020molL-1L-1 的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别为为0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,和和molmolL L-1-1的溶液；的溶液；2 2、开通电导率仪和

38、恒温水浴的电源预热、开通电导率仪和恒温水浴的电源预热 20min20min，调节恒温水浴，调节恒温水浴温度至温度至 2525；3 3、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电、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 3次以上，次以上，各溶液测定前必须恒温各溶液测定前必须恒温 10min10min，每个溶液的电导率读数每个溶液的电导率读数 3 30.0180.018次，取平均值；次，取平均值；4 4、列表记录各溶液对应的电导率；、列表记录各溶液对应的电导率；5 5、实验结、实验结束后用

39、蒸馏水洗净试管和电极。束后用蒸馏水洗净试管和电极。五、数据记录与处理五、数据记录与处理1 1、列表记录实验数据：恒温水浴温度为、列表记录实验数据：恒温水浴温度为 2525（注：浓度：（注：浓度：mol/Lmol/L，电导率：，电导率：S/mS/m）2 2、作出电导率与浓度的关系图，从图中转折点处找出临界胶束、作出电导率与浓度的关系图，从图中转折点处找出临界胶束浓度。浓度。六、注意事项六、注意事项1 1、稀释十二烷基硫酸钠溶液时，用移液管取、放溶液时均应伸、稀释十二烷基硫酸钠溶液时，用移液管取、放溶液时均应伸入液面以下，同时应防止振摇猛烈，产生大量气泡影响测定；入液面以下，同时应防止振摇猛烈，产

40、生大量气泡影响测定；2 2、测定时测定时,可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率,直至电导直至电导率不再变化后记录数据；率不再变化后记录数据；3 3、每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯，、每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差；以免溶液浓度变化引起测定误差；4 4、作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合，找出、作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合，找出两条直线，这两条直线的相交点所对应的浓度才是所求的水溶性两条直线，这两条直线的相交点所对应的浓度才是所求的水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

41、。表面活性剂的临界胶束浓度。七、思考题七、思考题1 1、若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方、若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？法验证之？答：答：实验测得：实验测得：2525时，十二烷基硫酸钠的时，十二烷基硫酸钠的 CMCCMC 为为0.007 mol/L0.007 mol/L。重新配制浓度分别为。重新配制浓度分别为 0.006 mol/L0.006 mol/L、0.008 mol/L0.008 mol/L 的十的十二烷基硫酸钠溶液各二烷基硫酸钠溶液各 100mL100mL，用电导率仪测定两溶液在，用电导率仪测定两溶液在 2525时的时的电导率分别为

42、电导率分别为 k1k1、k2k2，实验已测得浓度为，实验已测得浓度为 0.007mol/L0.007mol/L 十二烷基硫十二烷基硫酸钠溶液在酸钠溶液在 2525时的电导率为时的电导率为 k k，则，则?k1=k-k1?k1=k-k1，?k2=k2-k?k2=k2-k，若，若?k1?k1?k2?k2，而且相差较大，则证明所测得的临界胶束浓度是准确的。，而且相差较大，则证明所测得的临界胶束浓度是准确的。2 2、溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度有溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度有关，其关系式可表示为：关，其关系式可表示为：dlnCMCdlnCMCdT=-?HdT=-

43、?H（2RT22RT2）,试问如何测试问如何测出其热效应出其热效应?H?H 值？值？答答:对对 dlnCMCdlnCMCdT=-?HdT=-?H（2RT22RT2）积分得）积分得:ln(CMC2ln(CMC2/CMC1)=?H*(1/CMC1)=?H*(1/T2-1/T2-1/T1)/T1)(2R)(2R)分别测定溶解的表面活性剂在温度为分别测定溶解的表面活性剂在温度为 T1T1、T2T2时的时的CMC1CMC1、CMC2CMC2，代入上述积分式，代入上述积分式，R R 为摩尔气体常数，即可求出其热效应为摩尔气体常数，即可求出其热效应?H?H 值。值。3 3、非离子型表面活性剂能否用本实验方法

44、测定临界胶束浓度？、非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？为什么？若不能，则可用何种方法测定？答：不能，电导法测量表面活性剂临界胶束浓度的原理是：离答：不能，电导法测量表面活性剂临界胶束浓度的原理是：离子型表面活性剂在水中电离，生成离子可以导电，随着表面活性子型表面活性剂在水中电离，生成离子可以导电，随着表面活性剂浓度的增加，电导率直线增大。但离子型表面活性剂分子生成剂浓度的增加，电导率直线增大。但离子型表面活性剂分子生成胶束后，胶束后，由于胶束比表面活性剂分子大得多，由于胶束比表面活性剂分子大得多，在水中移动慢得多，在水中移动慢得多，故电导率

45、虽仍随着表面活性剂浓度的增大而增大，但增大的故电导率虽仍随着表面活性剂浓度的增大而增大，但增大的幅度（即直线斜率）变小。故电导率随浓度变化曲线上，在临界幅度（即直线斜率）变小。故电导率随浓度变化曲线上，在临界胶束浓度处有一拐点。对于非离子表面活性剂来说，表面活性剂胶束浓度处有一拐点。对于非离子表面活性剂来说，表面活性剂分子在水中不电离，分子在水中不电离，其溶液的电导率和表面活性剂浓度没有关系，其溶液的电导率和表面活性剂浓度没有关系，故不能用电导法测定非离子表面活性剂的临界胶束浓度。故不能用电导法测定非离子表面活性剂的临界胶束浓度。可以可以用表面张力法测定非离子型表面活性剂的临界胶束浓度。用表面张力法测定非离子型表面活性剂的临界胶束浓度。