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1、电导法测定水溶性表面活电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度性剂的临界胶束浓度 苏州科技学院苏州科技学院化学与生物工程学院化学与生物工程学院化学化工实验中心化学化工实验中心实验目的实验目的实验实验原理原理1实验原理实验原理2实验原理实验原理3仪器试剂仪器试剂实验步骤实验步骤实验仪器实验仪器数据处理数据处理注意事项注意事项思考题思考题在线测试在线测试在线测试答案在线测试答案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.掌握电导率仪的使用方法掌握电导率仪的使用方法 ； 3.3.用用电电导导法法测测定定十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠的的临临界界胶胶束束浓度
2、。浓度。实验目的实验目的实验原理实验原理11.表表面面活活性性剂剂是是一一类类具具有有“两两亲亲”性性质质的的分分子子组组成成的的物物质质，其其分分子子由由极极性性和和非非极极性性两两部部分分组组成成。按按离离子子的的类类型型可可分分为为阴阴离离子子型型表表面面活活性性剂剂、阳阳离离子子型型表表面面活活性性剂剂和和非非离离子子型型表表面面活活性性剂剂三三大大类；类；2.当当表表面面活活性性剂剂溶溶于于水水中中后后，不不但但定定向向地地吸吸附附在在水水溶溶液液表表面面，而而且且达达到到一一定定浓浓度度时时还还会会在在溶溶液液中中发发生生定定向向排排列列而而形形成成胶胶束束(图图1)；图图1 胶束
3、胶束形成过程示意图形成过程示意图实验原理实验原理23.随随着着表表面面活活性性剂剂在在溶溶液液中中浓浓度度的的增增长长，球球形形胶胶束束还还可可能能转转变变成成棒棒形形胶胶束束，以以至至层层状状胶胶束束。如如图图2所所示示。后后者者可可用用来制作液晶，它具有各向异性的性质。来制作液晶，它具有各向异性的性质。图图2胶束的球形结构和层状结构胶束的球形结构和层状结构实验原理实验原理34.表表面面活活性性物物质质在在水水中中形形成成胶胶束束所所需需的的最最低低浓浓度度称称为为临临界界胶胶束束浓浓度度，以以CMC表表示示。在在CMC点点上上，由由于于溶溶液液的的结结构构改改变变导导致致其其物物理理及及化
4、化学学性性质质与与浓浓度度的的关关系系曲曲线线出现明显转折，如下图所示出现明显转折，如下图所示。图图325时十二烷基硫酸钠水溶液的时十二烷基硫酸钠水溶液的 物理性质和浓度物理性质和浓度关系关系5.本本实实验验通通过过测测定定不不同同浓浓度度的的十十二二烷烷基基磺磺酸酸钠钠水水溶溶液液的的电电导导值值，作作电电导导率率-浓浓度度关关系系图图，由由图图中中的的转转折折点点即即可可求求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。DDS-307DDS-307型电导率仪型电导率仪 1 1 台台DJS-1CDJS-1C型铂黑电极型铂黑电极 1 1 支支容
5、量瓶容量瓶(2000mL) 1 (2000mL) 1 只只容量瓶容量瓶(50mL) 12(50mL) 12只只锥形瓶锥形瓶(50mL) 1 (50mL) 1 只只移液管移液管(5mL) 1 (5mL) 1 支支移液管移液管(10mL) 1 (10mL) 1 支支氯化钾氯化钾( (分析纯分析纯) )十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠( (分析纯分析纯) ) 电导水电导水仪器试剂仪器试剂实验实验步骤步骤1.了了解解和和熟熟悉悉DDS-307型型电电导导率率仪仪的的构构造造和和使使用用注意事项注意事项;2.用用电电导导水水或或重重蒸蒸馏馏水水准准确确配配制制0.01molL-1的的KCl标准溶液；标准溶液
6、；3.十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠在在80烘烘干干3小小时时后后，用用电电导导水或重蒸馏水准确配成水或重蒸馏水准确配成0.020molL-1的溶液；的溶液；4.将将0.020molL-1的的十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠溶溶液液准准确确稀稀释释 成成 浓浓 度度 为为 0.002、 0.004、 0.006、 0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018和和0.020molL-1的溶液的溶液;5.用用0.01molL-1的的KCl标准溶液标定电导池常标准溶液标定电导池常数；数；6.用用电导率仪电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液从稀到浓分别测定上述
7、各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗存放过前一的电导率。用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电导电极和容器个溶液的电导电极和容器3次以上，各溶次以上，各溶液测定前必须恒温液测定前必须恒温10min，每个溶液的电，每个溶液的电导率读数导率读数3次，取平均值次，取平均值;7.列表记录各溶液对应的电导，并换算成电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导率或摩尔电导率;8.实验结束后用蒸馏水洗净试管和电极，并实验结束后用蒸馏水洗净试管和电极，并且测量所用水的电导率。且测量所用水的电导率。实验实验步骤步骤一、仪器的校准一、仪器的校准1.开机开机(1)将将电电源源线线插插入入仪仪器器电电源源插插座
8、座，仪仪器器必必须须有有良好接地！良好接地！(2)按按电电源源开开关关，接接通通电电源源，预预热热后后，进进行行校校准。准。2.校准校准A.调调节节常常数数补补偿偿旋旋钮钮，使使仪仪器器显显示示值值与与电电极极所所标标数数值一致；值一致；B.温度补偿旋钮指向温度补偿旋钮指向“25”线。线。电导率仪的电导率仪的使用使用3.温度补偿的设置温度补偿的设置A.如欲得到待测溶液在实际测量温度下的电导率值，如欲得到待测溶液在实际测量温度下的电导率值，则将温度补偿旋钮指向则将温度补偿旋钮指向“25”线；线；B.如欲得到待测溶液在如欲得到待测溶液在25时的电导率值，则将温时的电导率值，则将温度补偿旋钮指向待测
9、溶液的实际温度值。度补偿旋钮指向待测溶液的实际温度值。(4)将量程选择开关指向合适位置进行测定。若测量将量程选择开关指向合适位置进行测定。若测量过程中显示值为过程中显示值为“1”，说明测量超出量程范围，说明测量超出量程范围，应将量程选择开关切换至更高一档量程。应将量程选择开关切换至更高一档量程。电导率仪的使用电导率仪的使用数据处理数据处理 做做出出电电导导率率(或或摩摩尔尔电电导导率率)对对浓浓度度的的关关系系图图，从从图图中中的的转转折折点点处处找找出出临界胶束浓度临界胶束浓度。注意事项注意事项1.稀稀释释十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠溶溶液液时时，应应防防止止振振摇摇猛猛烈烈，产生大量气泡影
10、响测定；产生大量气泡影响测定；2.测测定定时时,可可用用电电导导电电极极搅搅拌拌溶溶液液的的同同时时测测定定电电导导率率,直至电导率不再变化后记录数据；直至电导率不再变化后记录数据；3.每每次次测测定定后后，必必须须用用下下一一个个待待测测溶溶液液充充分分荡荡洗洗电电极和烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差；极和烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差；4.作作图图时时应应分分别别对对图图中中转转折折点点前前后后的的数数据据进进行行线线性性拟拟合合，找找出出两两条条直直线线，这这两两条条直直线线的的相相交交点点所所对对应应的的浓浓度度才才是是所所求求的的水水溶溶性性表表面面活活性性剂剂的的临临界界胶胶
11、束浓度。束浓度。思考题思考题1.若若要要知知道道所所测测得得的的临临界界胶胶束束是是否否准准确确，可可用用什什么么实实验方法验证之？验方法验证之？2.溶溶解解的的表表面面活活性性剂剂分分子子与与胶胶束束之之间间的的平平衡衡同同温温度度和和浓度有关，其关系式可表示为：浓度有关，其关系式可表示为：3.试问如何测出其热效应值？试问如何测出其热效应值？3.非非离离子子型型表表面面活活性性剂剂能能否否用用本本实实验验方方法法测测定定临临界界胶胶束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？在线测试在线测试填空题：填空题：(1)表表面面活活性性剂剂分分子子都都是是
12、由由和和两两部部分分组组成成的的，若若按按离离子子的的类类型型分分类类，可可分分为为、和和三三大大类类。(参参考考答答案案)(2)(2)表表面面活活性性剂剂溶溶入入水水中中后后，在在低低浓浓度度时时呈呈。当当溶溶液液浓浓度度增增加加到到一一定定程程度度时时，形形成成。以以胶胶束束形形式式存存在在于于水水中中的的表表面面活活性性物物质质比比较较。表表面面活活性性物物质质在在水水中中形形成成胶胶束束所所需需的的称称为为临临界界胶胶束束浓浓度度。(参考答案参考答案)(3)(3)用用于于测测定定的的电电极极称称为为电电导导电电极极，常常用用的的电电导导电电极极有有“光光亮亮”和和“铂铂黑黑”二二种种形
13、形式式，光光亮亮的的电电导导电电极极必必须须贮贮存存在在的的地地方方，铂铂黑黑电电极极必必须须贮贮存存在在中中。(参参考考答案答案)(4)(4)测测定定临临界界胶胶束束浓浓度度的的方方法法很很多多，常常用用的的有有：表表面面张张力力法法、电电导导法法、染染料料法法、增增溶溶作作用用法法、光光散散射射法法等等，其其中中和和比比较较简简便便准准确确。表表面面张张力力法法既既可可用用于于的的测测定定，也也可可用用于于的的测测定定；而而电电导导法法只只适适用用于于的的测测定定。(参参考考答答案案)(5)(5)电电导导率率仪仪在在用用来来测测量量电电导导率率之之前前,必必须须进进行行校校正正、校校正正和
14、和的的设设置置。(参参考答案考答案)(6)(6)对对溶溶液液进进行行电电导导的的测测量量时时，由由于于离离子子在在电电极极上上放放电电，会会产产生生极极化化现现象象，因因此此通通常常都都是是用用较较高高_的的_电电桥桥来来测测量量的的，所所用用的的电电极极均均镀镀以以_以以减减少少极极化化作作用用。(参参考答案考答案)答案答案(1)极性，非极性，阳离子型表面活性剂，阴离子极性，非极性，阳离子型表面活性剂，阴离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂型表面活性剂，非离子型表面活性剂(2)分子状态，胶束，稳定，最低浓度分子状态，胶束，稳定，最低浓度(3)电导率，干燥，蒸馏水电导率，干燥，蒸馏水(4)表表面面张张力力法法，电电导导法法，离离子子型型表表面面活活性性剂剂，非非离子型表面活性剂，离子型表面活性剂离子型表面活性剂，离子型表面活性剂(5)零点校正，满刻度校正，电导池常数的设置零点校正，满刻度校正，电导池常数的设置(6)频率，交流，铂黑频率，交流，铂黑
