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1、电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度I 目的要求一. 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度二. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理三. 掌握 DDS-11A 型电导仪的使用方法II 基本原理具有明显”两亲”性质的分子,即含有亲油的足够长的（大于 10-12 个碳原子）烃基,又含有 亲水的极性基团（通常是离子化的）.由这一类分子组成的物质称为表面活性剂,如肥皂和各种 合成洗涤剂等,表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的,若按离子的类型分类, 可分为三大类:阴离子型表面活性剂，如羧酸盐（肥皂），烷基硫酸盐（十二烷基硫酸钠），烷基磺 酸盐（十二烷基苯磺酸钠）等;阳离子型表面活性剂，主要是胺
2、盐，如十二烷基二甲基叔胺和十 二烷基二甲基氯化胺;非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类.表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态,并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在 水中.当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成” 胶束”.以胶束形式存在于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，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性.这
3、个特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明，当表面活性剂溶于水中后，不但定向 地吸附在溶液表面，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.表面活性剂 为了使自己成为溶液中的稳定分子，有可能采取的两种途径:一是把亲水基留在水中，亲油基 伸向油相或空气;二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溶 于水中.随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束可能转变成棒形胶束，以至层状胶素，如 图所示.后者可
4、用来制作液晶，它具有各向异性的性质.本实验利用 DDS-11A 型电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（也可换算成摩尔电导率）,并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图,从图中的转折点求得临界胶 束浓度.IH仪器试剂DDS-11A 型电导仪 一台容量瓶（lOOmL）10只260 型电导电极 一支氯化钾（分析纯）CS501 型恒温水浴 一套十二烷基硫酸钠（分析纯）容量瓶（lOOOmL） 只电导水W。实验步骤一用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol.dm 的KC1标准溶液。二. 取十二烷基硫酸钠在80C烘干3小时，用电导水或重蒸馏水准确配制0.002, 0.006,0.007， 0
5、.008， 0.009， 0.0l0， 0.0l2， 0.0l4， 0.0l8， 0.020 mol.dm 的十二烷基硫酸钠溶液 各 l00moL.三. 调节恒温水浴温度至25 C或其它合适温度。四. 用0.001 mol.dmKCl标准溶液标定电导池常数。五. 用 DDS-llA 型电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导值。用后一个溶液荡洗前 一个溶液的电导池三次以上，各溶液测定时必须恒温10秒钟，每个溶液的电导读数三次， 取平均值。六. 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。W评注启示表面活性剂的渗透，润湿，乳化，去污，分散，增溶和起泡作用等基本原理广泛应用于 石油，煤炭，
6、机械，化工，冶金，材料及轻工业，农业生产中，研究表面活性剂溶液的物理 溶液化学性质（吸附）和内部性质（胶束形成）有着重要意义。而临界胶束浓度（CMC） 可以作为表面活性剂的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示这种表面活性剂形成 胶束所需浓度越低，达到表面（界面）饱和吸附的浓度越低。因而改变表面性质起到润湿， 乳化，增溶和起泡等作用所需的浓度越低，另外，临界胶束浓度又是表面活性剂溶液性质发 生显著变化的一个“分水岭”。因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系中的CMC测 定有关。测定 CMC 的方法很多，常用的有表面张力法，电导法，染料法，增溶作用法，光散射 法等。这些方法，原理上都是从
7、溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。其中表面张 力和电导法比较简便准确。表面张力法除了可求得CMC之外，还可以求出表面吸附等温线， 此外还有一优点，就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂，其CMC的测定 都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干扰，也适合非离子表面活性剂，电导法是经典方 法，简便可靠。只限于离子性表面活性剂，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，因此配制溶液应该用电导水。皿提问思考一. 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？二. 溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同浓度有关关，试问如何测出其热能效应 AH值？三. 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？若不能，则可用何种方 法测之？
