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1、临界胶束浓度CMC的测定设计实验的方案班级： 1285031学号： 20姓名：裴海睿大气压室温 实验日期:前言表面活性剂：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：表面活性剂具
2、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。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”的美称。它几乎渗
3、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：溶解度法测定原理：由于表面活性剂具有两亲结构，故其加入到药液 中，使某些不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加。研 究表明，被增溶的物质（如碳氢化合物）溶解于胶束内部增水基团 集
4、中的地方，致使密度显著增加。以溶液的溶解度S对表面活性 剂浓度c做图，由S-c曲线上出现转折点，该点对应的浓度值即 为表面活性剂的CMC值。对溶液颜色较深的药液，可直接用测溶 解度的方法求CMC；对颜色较浅的制剂，为提高灵敏度，可用颜 色变化求溶解度，再由S-c关系图求得CMC。方法：先在药液中 加入不溶于水的固体染料，然后由小到大改变表面活性剂的浓 度，达CMC后染料的溶解度急剧增加,则整个溶液呈染料的颜色。 如果染料的加入对CMC较小的表面活性剂的CMC测定有影响时， 可用烃类代替染料。因为在稀表面活性剂溶液中（，烃类一般不 溶或不随浓度改变;但当表面活性剂浓度超过CMC时，溶解度急 剧增
5、加，其值大小可用光散射光度计测定溶液的浊度变化而确 定。大多数的测定是用436nm或546nm汞线进行的。紫外分光光度法测定原理：不同的溶液有不同的特征谱，将待测样品配成一 定浓度的溶液，测得不同浓度下的紫外吸收波长入max,绘制入maxc曲线，曲线转折点处的浓度即为表面活性剂的CMC值。 该方法的关键是寻找一种理想的光度探针，其入max对表面活性 剂聚集体微环境下的性质要很敏感，其敏感性越强，对CMC的测 定越可靠。表面活性剂浓度高于CMC时，探针增溶于胶束内核的 碳氢环境中，探针的最大吸收波长入max接近于其在正辛烷中的 值，而浓度低于CMC时，入max值接近于其在水中的值。紫外吸 收范围
6、内，探针在不同表面活性剂浓度时的最大吸收波长入max 对表面活性剂浓度的曲线转折点即为CMC。电导法测AES的临界胶束浓度及温度对其影响实验原理：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3、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。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
7、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。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（50mL）3只移液管（10mL）1支KCL、 AES实验步骤】、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
8、导水或重蒸馏水准确配制0.01mol/L KCl标准溶液;3、AES在80C烘干烘干，3小时后，用电导水或重蒸馏水准确 配成0.020mol/L的溶液；4、预热恒温水浴；5、将0.020mol/L的AES溶液准确稀释成浓度为0.002、0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018和0.020mol/L 的溶液各50ml （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，比较不同温度下临界胶束浓度是否有 改变9、数据处理参考文献1 .赵国玺表面活性剂作用原理M.北京:中国轻工业出版社,2003:67-72.2 .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):16-20.3 .蒋福宾，曾华辉，杨正业，等稳态荧光探针法测定松香基季铵盐Gemini表面活 性剂胶束聚集数J.应用化学,2008, 25(10):1166-1170
