表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

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1、设计实验：表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的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．设定两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC二、实验原理三、实验要求1．根据本实验提供的仪器与药品：表面张力测定仪；电导率仪；超级恒温槽；十二烷基硫酸钠(SDS)。设计出2种以上测定CMC的实验方法，用这些方法测定表面活性剂的CMC。2．确定表面活性剂溶液的浓度范围，写出实验操作步骤，并指出实验的注意事项。3．采用多种数据处理方法确定CMC。例如：在表面张力法的处理数据时，可以作σ－c曲线图,由转折点确定CMC；也可以由四个低浓

2、度点和四个高浓度点分别作两条σ－lgc直线，由两线的交叉点确定CMC。而在用电导法时，可以作κ－c曲线，也可以作Λm－曲线。指出转折点明显直观，误差小的数据处理方法。4．对2种方法测得的数据进行比较，据此分析两种方法的优缺点。5．实验报告必须打印，数据处理用Origin软件或用MicrosoftExcel作图。设计实验：表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定姓名；班级；学号;分数温度20℃1实验目的1.1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。1.2设定两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC。2实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称

3、为表面活性剂。当表面活性剂溶入极性很强的水中时，在低浓度是成分散状态，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，进一步增加浓度时，表面活性剂分子会立刻自相缔合，即疏水亲油的集团相互靠拢，而亲水的极性基团与水接触，这样形成的缔合体称为胶束。以胶束形式存在与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胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration,CMC）。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

4、度，光学性质等与浓度的关系曲线出现明显的转折，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。3.仪器和试剂表面张力测定仪1套，数字式微压差计1台，超级恒温槽1台，250mL滴液漏斗1个，50mL小烧杯9个十二烷基硫酸钠(A.R.)，蒸馏水。4．实验方法4.1最大气泡法及原理：表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在CMC处出现转折。测定液体表面张力的方法很多,本实验用最大气泡压力法。这一方法是将毛细管刚好与待测溶液面接触,在毛细管内加压,管端将在液体内形成一气泡、压力大到一定值时管端气泡破裂吹出,压力突然下降。根据Laplace方程,最大压力

5、差△p与液体表面张力σ及毛细管半径r有下述关系△P最大=2σ/r，即σ=△P最大·r/2=K△P最大。由于在实验中使用的是同一支毛细管和微压差计，则r/2是常数（称为仪器常数），用K表示。如果用已知表面张力的液体作为标准，就可以测定其他各种液体的表面张力。所以在表面张力法的处理数据时，可以作σ－c曲线图,由转折点确定CMC；也可以由四个低浓度点和四个高浓度点分别作两条σ－lgc直线，由两线的交叉点确定CMC。4.1.1实验步骤1)室温下测；2)洗净玻璃器皿，注入蒸馏水，使管内液面刚好毛细管相切，调节抽气瓶活塞，并使气泡形成保持稳定，读取压力差，读3次，取平

6、均值；3)按上述方法测定不同浓度的十二烷基硫酸钠，从稀到浓依次测定，每次测定前必须用少量被测洗涤测定管，尤其是毛细管；4.1.2实验数据记录及处理：表120℃时不同浓度SDS水溶液的表面张力序号123456789c/mol.L-10.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.02△P/Pa535456421410372432480515547σ/10-3N.m-155.6447.4743.7842.6440.2746.7249.9253.4956.89logC-2.70-2.40-2.22-2.10-2.00-1.92-

7、1.85-1.80-1.70图1σ对c做图图2σ对㏒c做图结论：σ~c曲线所确定的CMC相对误差：（

8、0.0096-0.012

9、）/0.012％=20％σ~㏒c曲线所确定的CMC相对误差：（

10、0.00912-0.012

11、）/0.012％=24％由此得出σ~c曲线所确定的CMC更加准确。4.2电导法及原理：对于离子型表面活性剂，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律与一般强电解质相似，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，仍随着浓度增大而上升，但变化幅度变小，摩尔电导率也急

12、剧下降，利用κ-C曲线也可以作Λm－c曲线的转折点求CMC值。4.