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1、本次实验采取两种方法 1 1实验主要目的实验主要目的1、了解水溶性表面活性剂、临界胶束浓度的相关概念及其意义。2、通过实验掌握临界胶束浓度（CMC）的测定 。3、掌握用两种方法测定十二烷基硫酸钠水溶液的临界胶束浓度。（4）、掌握电导仪的使用方法。（5）、掌握用最大气泡压法测定表面张力的 原理和技术。 2 2实验原理实验原理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
2、离子子型型表表面面活活性性剂剂三三大大类；类；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 胶束形成过程示意图胶束形成过程示意图 3 3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
3、结构胶束的球形结构和层状结构 4 4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3 25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 5方法一：电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度 l l此方法的实验仪器：此方法的实验仪器：DDS-307型电导率仪面板型电导率仪面板示意图示意图
4、6 6DDS-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 7 7实验步骤l l一用电导水准确配制一用电导水准确配制0. 01 mol/dm3 KCl
5、0. 01 mol/dm3 KCl标准溶液标准溶液, , 并测并测定其电导率以确定电导池常数。定其电导率以确定电导池常数。l l二称取二称取2.8838g2.8838g（2.88752.8875）十二烷基硫酸钠用电导水准）十二烷基硫酸钠用电导水准确配制其确配制其0. 020 mol/dm30. 020 mol/dm3溶液。分别在锥形瓶配制浓度为溶液。分别在锥形瓶配制浓度为0. 0020. 002、0.0040.004、0.0050.005、0.0060.006、0. 0070. 007、0. 0080. 008、0. 0090. 009、0. 0100. 010、0.0110.011、0. 0
6、120. 012、0.0130.013、0. 014mol/dm30. 014mol/dm3的十二的十二烷基硫酸钠溶液烷基硫酸钠溶液50 ml50 ml。l l三按浓度从稀到浓顺序三按浓度从稀到浓顺序, , 用电导率仪测定室温下的各溶用电导率仪测定室温下的各溶液电导率值液电导率值, , 待电导率仪测量数据稳定后记录数据。用后待电导率仪测量数据稳定后记录数据。用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池三次以上，每个溶液的一个溶液荡洗前一个溶液的电导池三次以上，每个溶液的电导读数三次，取平均值。电导读数三次，取平均值。l l四、实验结束后洗净电导池和电极，并测量水的电导率。四、实验结束后洗净电导池和电极，
7、并测量水的电导率。 8 8实验记录与处理 l l1.1.实验数据记录实验数据记录l l室温；室温；15.8815.88l l气压；气压；997.8kpa997.8kpac(mo/l)c(mo/l) 电导电导 平均值平均值0.0020.0020.13090.13090.1310.1310.1320.1320.13130.13130.0040.0040.240.240.240.240.2390.2390.2396670.2396670.0050.0050.2890.2890.2890.2890.2890.2890.2890.2890.0060.0060.3270.3270.330.330.330.
8、330.3290.3290.0070.0070.3740.3740.3750.3750.3760.3760.3750.3750.0080.0080.4130.4130.4130.4130.4120.4120.4126670.4126670.0090.0090.4380.4380.4390.4390.4390.4390.4386670.4386670.010.010.4880.4880.4870.4870.4870.4870.4873330.4873330.0110.0110.5070.5070.5090.5090.5080.5080.5080.5080.0120.012.536.5360.53
9、50.5350.5350.5350.5353330.5353330.0130.0130.5630.5630.5630.5630.5630.5630.5630.5630.0140.0140.6050.6050.6050.6050.6040.6040.6046670.604667 9 92.数据处理：1. 计算各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率和摩尔电导率。2. 将数据列表，做-c图，由曲线转折点确定临界胶束浓度CMC值。10方法二；表面张力法测定水溶液的临界胶束浓度 l l实验原理：实验原理：l l利用表面活性剂在水溶液中浓度达到某一狭窄范围内即临界胶束浓度时，溶液的许多物理化学性质均发生突变
10、的特点，通过测定不同浓度所对应的浓度表面张力，将lgc做图，图中曲线转折点所对应的浓度既为临界胶束浓度。本实验利用最大泡压法测定表面张力来测定水溶液的临界胶束浓度 1111实验仪器 1212实验步骤实验步骤 l l1 1就取电导法配置的溶液。就取电导法配置的溶液。l l2 2仪器准备与检漏仪器准备与检漏 按图按图4 4安装好实验仪器，检查系统是否漏气。安装好实验仪器，检查系统是否漏气。 l l3 3测定毛细管常数测定毛细管常数 在测定管中注入蒸馏水，使管内液面刚好与毛细管口相在测定管中注入蒸馏水，使管内液面刚好与毛细管口相接触，慢慢打开滴液瓶活塞，严格控制滴液速度，使毛细接触，慢慢打开滴液瓶活
11、塞，严格控制滴液速度，使毛细管端口管端口510s510s出一个气泡，由数字压力计读出瞬间最大压出一个气泡，由数字压力计读出瞬间最大压差（大约在差（大约在700-800Pa700-800Pa之间），记录最大值，重复之间），记录最大值，重复3 3次，取次，取平均值。平均值。 4 4分别测量不同浓度溶液的表面张力，从稀到浓依次进行。分别测量不同浓度溶液的表面张力，从稀到浓依次进行。每次测量前必须用少量被测液洗涤测定管，尤其毛细管部每次测量前必须用少量被测液洗涤测定管，尤其毛细管部分，确保毛细管内外溶液的浓度一致。分，确保毛细管内外溶液的浓度一致。 1313实验记录与处理 c(mo/c(mo/l)l)
12、0.0020.0020.0040.0040.0050.0050.0060.0060.0070.0070.0080.0080.0090.0090.010.010.0110.0110.0120.0120.0130.0130.0140.014 最大压差最大压差 平均压差平均压差 毛细管常数毛细管常数 表面张力表面张力0.520.520.5210.5210.520.520.5203330.5203339.64E-079.64E-070.0501679380.0501679380.470.470.4720.4720.4730.4730.4716670.4716679.64E-079.64E-070.04
13、54757420.0454757420.450.450.450.450.4540.4540.4513330.4513339.64E-079.64E-070.0435153030.0435153030.4270.4270.4260.4260.4260.4260.4263330.4263339.64E-079.64E-070.0411049280.0411049280.4050.4050.4070.4070.4080.4080.4066670.4066679.64E-079.64E-070.0392087670.0392087670.3910.3910.390.390.3920.3920.3910
14、.3919.64E-079.64E-070.0376982650.0376982650.3830.3830.3850.3850.3830.3830.3836670.3836679.64E-079.64E-070.0369912220.0369912220.3780.3780.3810.3810.3820.3820.3803330.3803339.64E-079.64E-070.0366698380.0366698380.3780.3780.3780.3780.3770.3770.3776670.3776679.64E-079.64E-070.0364127320.0364127320.3780
15、.3780.380.380.3810.3810.3796670.3796679.64E-079.64E-070.0366055620.0366055620.3790.3790.3780.3780.3790.3790.3786670.3786679.64E-079.64E-070.0365091470.0365091470.3770.3770.3780.3780.3790.3790.3780.3789.64E-079.64E-070.036444870.036444871.实验数据记录 14142. 数据处理：（1）记录实验温度，大气压，以及蒸馏水和不同浓度十二烷基硫酸钠溶液的pmax。（2）查
16、得实验温度下纯水的表面张力数据，求出毛细管常数。（3）分别计算各浓度十二烷基硫酸钠水溶液的值。（4）以浓度c为横坐标，以为纵坐标作 = f(c)图，连成光滑曲线。15注意事项l l1. 1. 电极不使用时应浸泡在蒸馏水中，用时用滤纸轻轻沾干电极不使用时应浸泡在蒸馏水中，用时用滤纸轻轻沾干水分，不可用纸擦拭电极上的铂黑（以免影响电导池常数）水分，不可用纸擦拭电极上的铂黑（以免影响电导池常数）。l l2. 2. 配制溶液时，由于有泡沫，所以要保证表面活性剂完全配制溶液时，由于有泡沫，所以要保证表面活性剂完全溶解，否则影响浓度的准确性。溶解，否则影响浓度的准确性。l l3. CMC3. CMC浓度有
17、一定的范围。浓度有一定的范围。l l4.4.控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均应保持一致，控制好滴液瓶的放液速度，水的流速每次均应保持一致，尽可能使气泡呈单泡逸出，以利于读数的准确性。尽可能使气泡呈单泡逸出，以利于读数的准确性。l l5.5.数字微压差仪上显示的数字为实验系统与大气压之间的数字微压差仪上显示的数字为实验系统与大气压之间的压差值。要读取最大压力差数值，因为压差值。要读取最大压力差数值，因为 p pmaxmax与毛细管的与毛细管的半径半径r r 是对应的，只有这样才能获得一致的数据。是对应的，只有这样才能获得一致的数据。 1616思考题 l l1. 1. 若要知道所测得的临界胶
18、束浓度是否准确，可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？用什么实验方法验证之？l l2. 2. 溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同浓溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同浓度和温度有关，试问如何测出其热能效应度和温度有关，试问如何测出其热能效应HH值？值？l l3. 3. 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临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？界胶束浓度？若不能，则可用何种方法测之？l l4. 4. 实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？ 1717思考题答案1答；可以用其他方法验证，如
19、表面张力法、表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法、光散射法电导法、染料法、增溶作用法、光散射法等等。其中其中表面张力法表面张力法和和电导法电导法比较简便准比较简便准确。确。2答：答：溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平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：衡同温度和浓度有关，其关系式可表示为： 1818l l3答：表面张力法既可用于表面张力法既可用于离子型表面活性离子型表面活性剂剂的测定，也可用于的测定，也可用于非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂的测定；而电导法只适用于的测定；而电导法只适用于离子型表面活离子型表面活性剂性剂的测定。的测定。l l4答；答；温
20、度、浓度、电解质温度、浓度、电解质 1919本次实验心得l l 开始接触开始接触 该实验的时候，还不知道溶液表面胶束浓度该实验的时候，还不知道溶液表面胶束浓度 是是个什么概念，通过文献的查找及方案的确定终于理解并知个什么概念，通过文献的查找及方案的确定终于理解并知道该通过什么方法测量以及那种方法更好更简便。通过做道该通过什么方法测量以及那种方法更好更简便。通过做实验的过程能够让我们对以前的实验进行复习及加深理解。实验的过程能够让我们对以前的实验进行复习及加深理解。本实验的难点就是溶液的配置，由于是表面活性剂所以配本实验的难点就是溶液的配置，由于是表面活性剂所以配制溶液时容易起泡而且不易溶解。所以我们在配置该溶液制溶液时容易起泡而且不易溶解。所以我们在配置该溶液的时候先溶解然后在静置半天，等到泡沫全消失的时候在的时候先溶解然后在静置半天，等到泡沫全消失的时候在小心定容。小心定容。l l后面配置稀溶液时要使液体沿着玻璃壁下流这样会有效的后面配置稀溶液时要使液体沿着玻璃壁下流这样会有效的防止起泡。而如果溶液配好之后后面就是我们平常实验的防止起泡。而如果溶液配好之后后面就是我们平常实验的一些基本操作，这儿就不详细讲述了。一些基本操作，这儿就不详细讲述了。 2020
