电导法测临界胶束浓度
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度讲义(物化)
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度讲义(物化)实验三电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度一(目的要求
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理;
2.掌握DDSJ-308A型电导率仪的使用方法;
3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二. 基本原理
(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(图1)
图1 胶束形成过程示意图
(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。如图2所示。后者可用来制作液晶,它具有各向异性的性质。
图2 胶束的球形结构和层状结构
(4)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与浓度的关系曲线出现明显转折,如下图所示。故将CMC看作表面活性剂的一个重要特征,它是表面活性剂表面活性大小的一个度量。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(或界面)饱和吸附的浓度越低,因而改变表面性质起润湿、乳化、分散、气泡、增溶等作用所需浓度就越大,而表面活性剂的表面活性就越大。
图3 25?时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系
测定CMC的方法很多,而电导法是测量离子型表面活性剂CMC值的较为经典的方法。
对于一般的电解质溶液,其导电能力由电导G,即电阻的倒数(1/R)来衡量。若用电极面积为A,电极间距为L的电导管测定电解质溶液电导时,则有G=1/R=κ(A/L) (1)
临界胶束浓度(CMC)的测定
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临界胶束浓度(CMC)的测定
一、实验目的(1)掌握用电导法测定表面活性剂 CMC 的方法(2)掌握电导率仪的使用二、实验原理SAA 溶液的许多物化性质随着胶束的形成而发生突变,因此临界胶束浓度(CMC)是SAA 表面活性的重要量度之一。
测定 CMC,掌握影响 CMC 的因素对于深入研究 SAA的物理化学性质十分重要。
CMC 是在一定温度下某 SAA 形成胶束的最低浓度。
通常以 mol/L 或 g/L 表示之。
一般离子 SAA 的 CMC 大致在 10-2-10-3mol/L 之间,非离子SAA 的 CMC 则在 10-4mol/L 以下,CMC 是衡量 SAA 的表面活性和SAA 应用中的一个重要物理量。
因为 CMC 越小,则表示此种 SAA 形成胶束所需浓度越低,因此改变表面性质,起到润湿,乳化,增溶,起泡等作用所需的浓度也越低。
右图表面一典型的 SAA 水溶液的物理化学性质随 C 变化的关系。
可明显看出:在所有物理性质的变化中皆有一转折点。
而此较转折点又都在一个不大的范围内;这就说明表面现象(表面张力及界面张力随浓度变化有转折点)。
与内部性质(如当量电导、渗透压、以及去污浊度等)有统一的
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内在联系。
离子型 SAA 是由亲水的无机离子和亲油的有机离子构成的离子化合物,如同典型的无机盐一样,其在稀水溶液中分别以正负离子形式存在。
电导率法测定表面活性剂的临界胶束浓度
第12卷 第6期1997年12月
电导率法测定表面活性剂的临界胶束浓度
邹 耀 洪
(常熟高等专科学校化学系 江苏215500)
物化实验中测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)常用表面张力法[1],但精确测定表面活性剂水溶液的表面张力受到一些限制,如毛细管升高法中要准确地测定毛细管的半径、溶液的密度以及溶液对玻璃的接触角;滴体积法和滴重法需要知道校正因子;拉环法较难掌握表面平衡且不易恒温;最大气泡法溶液会强烈起泡。为此,笔者在长期教学实践中用电导率法测定离子型表面活性剂的CMC,取得了方法简便、结果可靠的效果。
电导率法测定阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CM C 的结果如表1和图1。
表1 十六烷基三甲基溴化铵水溶液的电导率
十六烷基三甲基溴化铵水溶液浓度c 10-4/(mol dm -3)
电导率 10-4/(s m -1)
T =298 2K T =303 2K T =308 2K
2 6026 330 032 74.0141.345.148.75.4155.360.067.06.7071.278.087.28.1982.391.9100.910.8598.0111.0124.713.68103.9118.5133.616.54
111.1
128.0
147.7
图1 从电导率 浓度关系曲线求CMC
1. 依据和方法
十六烷基三甲基溴化铵为阳离子表面活性剂,其稀水溶液与强电解质稀溶液具有相同的导电规律,摩尔电导率 m 与c (c 为溶液的量浓度)、电导率 与c 均成线性关系。本实验用电导率仪测定一系列不同浓度十六烷基三甲基溴化铵稀水溶液的电导率 ,作图确定 c 直线的转折点,从其对应的浓度求得CMC 。该方法简单方便,实验结果准确,重复性好。三个温度下测得的CMC 分别为9 18 10-4mol dm -3(T =298 2K)、9 20 10-4mol dm -3(T =303 2K)、9 23 10-4mol dm -3,均与文献值相同[2]。
表面活性剂临界胶束浓度的测定-电导法1
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2019/1/19
表面活性剂的重要作用
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2019/1/19
表面活性剂的重要作用
3.增溶作用
非极性有机物如苯在水中溶解度很小,加入 油酸钠等表面活性剂后,苯在水中的溶解度大大 增加,这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的,增溶 的苯不是均匀分散在水中,而是分散在油酸根分 子形成的胶束中。 经X射线衍射证实,增溶后各种胶束都有不同 程度的增大,而整个溶液的的依数性变化不大。
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2019/1/19
注意事项
1. 2. 测定水溶液电导时要按从稀到浓的顺序来测。 配制溶液时必须保证浓度的准确性。
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思考题
1. 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?
2. 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?
3. 溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡温度和浓度 有关系,其关系式为:
d ln cCMC ΔH =dT 2RT 2
试问如何测出其热效应△H?
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• 下次实验:玻璃工
电导法测定水溶表面活剂的临界胶束浓度
水或重蒸馏水准确配成0.020mol·L-1的溶液;
4. 将0.020mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀
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0.020 mol·L-1的溶液;
电导法测定水溶性表面活 性剂的临界胶束浓度
苏州科技学院 化学与生物工程学院
化学化工实验中心
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1
• 实验目的 • 实验原理1 • 实验原理2 • 实验原理3
• 仪器试剂 • 实验步骤
• 实验仪器
• 数据处理
• 注意事项 • 思考题 • 在线测试 • 在线测试答案
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2
实验目的
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理; 2.掌握电导率仪的使用方法 ; 3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶
图1 胶束形成过程示意图
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实验原理2
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。如图2所示。后者可用 来制作液晶,它具有各向异性的性质。
图2 胶束的球形结构和层状结构
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实验原理3
4. 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与浓度的关系曲线 出现明显转折,如下图所示 。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
一、目的要求
1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度
2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理
3.掌握电导仪的使用方法
二、基本原理
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1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征。
表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径:1、是把亲水基留在水中,亲油基伸向油相或空气;2、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地溶于水中。
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在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子,而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑,反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达CMC时,由于表面活性剂离子缔合成胶束,反离子固定于胶束的表面,它们对电导的贡献明显下降,同时由于胶束的电荷被反离子部分中和,这种电荷量小,体积大的胶束对电导的贡献非常小,所以电导急剧下降。
对于离子型表面活性剂溶液,当溶液浓度很稀时,电导的变化规律也和强电解质一样;但当溶液浓度达到临界胶束浓度时,随着胶束的生成,电导率发生改变,摩尔电导急剧下降,这就是电导法测定CMC的依据。
电导法测定CTAB的临界胶束浓度及乙醇
电导法测定CTAB的临界胶束浓度及乙醇对它的影响
南昌航空大学13229216宋熠
1前言
1.1表面活性剂【1】
表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。由于表面活性剂分子中具有非极性烃链(8个碳原子以上烃链)以及极性基团(如:羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基和醚键等),使其分子结构具有两亲性。
表活性剂都是由极性和非极性两部分组成的,若按离子的类型来分,可分为以下三类
阴离子型表面活性剂如羧酸盐(如肥皂,C17H35COONa)、烷基硫酸盐[如十二烷基硫酸钠,CH3(CH2)11SO4Na]、烷基磺酸盐[十二烷基苯磺酸钠,CH3(CH2)11C6H5SO3Na]等。
阳离子型表面活性剂主要是铵盐,如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)
1.2.临界胶束浓度【2】
由于表面活性剂具有双亲结构,分子有自水中逃离水相而吸附于界面上的趋势,但当表面吸附达到饱和后,再增加浓度时,表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附,这时为了降低体系能量,活性剂分子会相互聚集,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开始形成胶束的浓度(或形成胶束所需的最低浓度)称为临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)。
1.3.电导法【3】
电导法是利用表面活性剂水溶液电导率随浓度的变化关系,从电导率(к)对浓度(c)曲线上表现为CMC 前后直线斜率的变化,两条不同斜率的直线的交点所对应的浓度即CMC。
药剂学实验:实验一 表面活性剂临界胶束浓度的测定
实验一表面活性剂临界胶束浓度的测定
一、实验目的
掌握电导法和表面张力法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度CMC的原理和方法。
二、实验原理(扫描)
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:①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;②阳离子型表面活性剂,主要是胺盐,如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺;③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”。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(critical micelle concentration),简称CMC。
临界胶束浓度是表面活性剂的重要物理性质。当表面活性剂溶
液达到临界胶束浓度后,不仅表面张力不再下降,还有很多和
表面活性剂单个分子相关的性质也发生了明显的改变。如右图
所示,溶液的电导率,渗透压,蒸气压,光学性质,去污能力
及增溶能力等随浓度的变化关系曲线都有一个明显的转折点。
通过测定表面活性剂这些物理性质的变化,可以测定CMC。本实验是采用两种方法,即电导法和表面张力法测定阴离子表面活性剂的临界胶束浓度。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验报告
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶
束浓度实验报告
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
一、目的要求
1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理3.掌握电导仪的使用方法
二、基本原理
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1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征。
表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径:1、是把亲水基留在水中,亲油基伸向油相或空气;2、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地溶于水中。
在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子
和相应的反离子,而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑,反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达CMC时,由于表面活性剂离子缔合成胶束,反离子固定于胶束的表面,它们对电导的贡献明显下降,同时由于胶束的电荷被反离子部分中和,这种电荷量小,体积大的胶束对电导的贡献非常小,所以电导急剧下降。
对于离子型表面活性剂溶液,当溶液浓度很稀时,电导的变化规律也和强电解质一样;但当溶液浓度达到临界胶束浓度时,随着胶束的生成,电导率发生改变,
电导法测定AES的临界胶束浓度
电导法测AES的临界胶束浓度及温度对其影响
班级:1285031
学号:20
姓名:裴海睿
室温:21.9 ℃大气压101.27Kpa 指导教师:实验日期:2014.4.26
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[1]。
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[2]。
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓
度
电导法是一种常用的物理方法,可以用于测定表面活性剂的临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)。表面活性剂是一种有机化合物,其分子具有特殊的结构,能显著降低液体的表面张力,使液体表面上的分子难以附着,从而减小表面张力,使液体更容易流动。当表面活性剂分子在溶液中聚集形成胶束时,它们会在溶液中形成微观结构,使溶液表现出不同的性质。电导法通过测量电导率的变化可以测定表面活性剂的临界胶束浓度。
电导法的基本原理是当电流通过溶液时,溶液中的离子会产生电导,电导的大小与离子浓度和离子迁移率有关。在电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度时,首先需要制备不同浓度的表面活性剂溶液,并测定它们的电导率。随着表面活性剂浓度的增加,溶液的电导率会逐渐增加。当表面活性剂浓度达到临界胶束浓度时,溶液的电导率会急剧增加,因此可以根据电导率的变化情况来确定临界胶束浓度。
在实验过程中,需要使用精密的电导率计来测量溶液的电导率。电导率计的基本原理是测量两个电极之间的电阻随溶液中离子浓度的变化而变化,从而计算出溶液的电导率。为了确保实验结果的准确性,还需要注意以下几点:
1.确保实验温度恒定:表面活性剂的临界胶束浓度会受到温度的影响。因此,
在实验过程中需要控制溶液的温度,以避免温度变化对实验结果的影响。
2.避免电解质的干扰:在测定电导率时,如果溶液中含有其他电解质,会对电
导率产生影响。因此,在实验过程中需要使用去离子水来制备溶液,以避免其他电解质对实验结果的影响。
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)
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电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度
一、实验目的及要求
1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。
3.掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理
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:①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;②阳离子型表面活性剂,主要是胺盐,如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺;③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(critical micelle concentration),简称CMC。CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。因为CMC越小,则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低,达到表面饱和吸附的浓度越低。也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。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1所示。因此,通过测定溶液的某些物理性质的变化,可以测定CMC。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度思考题
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度思考题
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度就是利用电导法来测定水溶性表面活性剂在何种溶液浓度时,它所形成的胶束将开始凝聚。在一定温度和pH条件下,电导率会随溶液浓度的变化而发生变化,当溶液浓度达到临界浓度时,电导率会有显著降低的现象,这时就表示水溶性表面活性剂已经形成了胶束。由此可以通过测量电导率的变化,来检测水溶性表面活性剂的临界胶束浓度。
电导率法测定SDS、CTAB的临界胶束浓度
电导率法测定
SDS、CTAB 的临界胶束浓度
叶齐全2009012230
周毅聪2009012232
刘曦阳2009012233
1. 实验目的
1) 通过对胶体溶液的电导率变化规律的测定,学习胶体相关知识; 2) 了解阴离子型,阳离子型的表面活性剂的特点及性质; 3) 掌握电导率测定的原理和方法 4) 尝试自己建立模型解释实验现象 2. 实验原理
表面活性剂科学是胶体与界面科学中的一个重要领域,简单的表面活性剂分子通过其特殊的两亲分子结构,可以显著改变体系的界面状态,从而产生一系列特殊的性能,因此广泛应用于工业、农业以及日常生活中,所以其相关参数的实验测量就显得非常重要。在表面活性剂溶液浓度很稀时,当浓度增大到一定值时,表面活性剂离子或分子将发生缔合,形成胶束(或称胶团)。对于某表面活性剂,其溶液开始形成胶束的浓度称为该表面活性剂的临界胶束浓度(critical micelle concentration ),简称CMC 。其中,临界胶束浓度C mc 是表面活性剂的一个非常重要的参数,C mc 越低,表示表面活性剂形成胶束所需之浓度越低,因而起到表面活性作用的浓度也越低。在C mc 附近,溶液的许多物理化学性质如电导率、渗透压、蒸气压、光学性质、乳化能力及增溶性等均产生明显的变化。
本实验计划针对两种表面活性剂的临界胶束浓度C mc 及温度对临界胶束浓度C mc 的影响展开研究,两种表面活性剂分别为:SDS (十二烷基硫酸钠)和CTAB (十六烷基三甲基溴化铵),两种物质的结构如下:
H 3C
CH 2O 10S
大学物理化学实验报告-电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
物理化学实验报告
院系化学化工学院
班级化学061
学号13
姓名沈建明
实验名称电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
日期2009.5.10 同组者姓名史黄亮
室温25℃气压101.1 kPa
成绩
一、目的和要求
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理;
2.掌握电导率仪的使用方法;
3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、基本原理
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(图1);
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。如图2所示。后者可用来制作液晶,它具有各向异性的性质。
图2 胶束的球形结构和层状结构
4.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与浓度的关系曲线出现明显转折,如下图所示。
图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系
5.本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导值,作电导率-
浓度关系图,由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器、试剂
DDS-320型电导率仪 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(5mL) 1 支
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异性离子对季铵盐临界胶
束浓度的影响
1.引言
长链季铵盐是一类重要的阳离子表面活性剂,在纺织印染行业被广泛用作匀染剂和抗静电剂,同时也是一种优良的杀菌剂和破乳剂。临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂的重要理化指标,对季铵盐而言,CMC会受到温度、溶剂以及异性离子等因素的影响。
本次实验将通过电导率法电导率法探测25℃下,异性离子Cl-、SO42-和PO43-对表面活性剂十二烷基二甲基苄基溴化铵(新洁尔灭)水溶液CMC的影响。得出异性离子电荷数对CMC影响的一般规律。
2.实验准备
2.1实验仪器和试剂
(1)仪器和设备:电导率仪、250ml容量瓶、50ml移液管、玻璃棒、100ml烧杯、电子天平、洗瓶
(2)药品及试剂:新洁尔灭(AR)、去离子水、氯化钠(AR)、硫酸钠(AR)、磷酸钠(AR)
2.2实验原理
十二烷基二甲基苄基溴化铵别称苯扎溴铵或新洁尔灭,是一种具有去污能力的阳离子型表面活性剂。其广泛应用于杀菌,消毒,乳化,去垢等方面,也是工业水循环中重要的清洁剂之一。
表面活性剂溶于水中,当其浓度较低时呈单分子分散或被吸附在溶液的表面上而降低表面张力。当表面活性剂的浓度增加至溶液表面已经饱和而不能再吸附时,表面活性剂的分子即开始转入溶液内部,由于表面活性剂分子的疏水部分与水的亲和力较小,而亲水部分之间的吸引力较大,当达到一定浓度时,许多表面活性剂分子(一般50~150个)的疏水部分便相互吸引,缔合在一起形成胶束,这个浓度我们称之为临界胶束浓度简称CMC。
CMC会受到温度,溶剂,异性离子等影响。本次实验方案通过电导率法探究异性离子Cl-、SO42-和PO43-对新洁尔灭CMC的影响。本实验利用电导仪分别测定新洁尔灭水溶液的电导率,以及加入不同种类的阴离子的新洁尔灭水溶液的电导率。并做出电导率与表面活性剂浓度的关系图。从图中转折点
便可求得CMC。最终探究得出异性离子电荷数对CMC的影响规律。
3.实验内容
3.1实验步骤
(1)在容量瓶中分别精确配制0.001mol/L、0.002mol/L、0.004mol/L、0.005mol/L、0.006mol/L、0.008mol/L、0.01mol/L的新洁尔灭溶液,并标明浓度。
(2)分别从各个浓度的新洁尔灭溶液用移液管取50ml于7个烧杯中,并表明浓度。
(3)用电导率仪测出上述7个烧杯中溶液的电导率(测3次,取其平均值并记录,下同),记录数据(空白组)。
(4)在7个烧杯中都加入5.85g的NaCl,并用玻璃棒搅拌,然后再用电导率仪测定它们的电导率,记录数据(NaCl组)。
(5)重复步骤(2),在7个烧杯中都加入14.2g的Na2SO4,并用玻璃棒搅拌,然后再用电导率仪测定它们的电导率,记录数据(Na2SO4组)。
(6)重复步骤(2),在7个烧杯中都加入16.4g的Na3PO4,并用玻璃棒搅拌,然后再用电导率仪测定它们的电导率,记录数据(Na3PO4组)。
(7)收拾仪器。
3.2数据记录与处理
将空白组、NaCl组、Na2SO4组、Na3PO4组所测得的数据记录与表1
中,并根据表格数据做出折线图与图1。根据折线图的折点求出CMC ,并对比四组得出结论。
4.思考与讨论 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.200.0040.0080.0120.0160.020.0240.0280.0320.0360.040.0440.0480.0520.0560.060.0640.0680.0720.0760.080.0840.0880.0920.0960.10.1040.1080.1120.1160.120.1240.1280.1320.1360.140.1440.1480.1520.1560.160.1640.1680.1720.1760.180.1840.1880.1920.1960.20.2040.2080.2120.2160.220.2240.2280.2320.2360.240.2440.2480.2520.2560.260.2640.2680.2720.2760.280.2840.2880.2920.2960.30.3040.3080.3120.3160.320.3240.3280.3320.3360.340.3440.3480.3520.3560.360.3640.3680.3720.3760.380.3840.3880.3920.3960.40.4040.4080.4120.4160.420.4240.4280.4320.4360.440.4440.4480.4520.4560.460.4640.4680.4720.4760.480.4840.4880.4920.4960.50.5040.5080.5120.5160.520.5240.5280.5320.5360.540.5440.5480.5520.5560.560.5640.5680.5720.5760.580.5840.5880.5920.5960.60.6040.6080.6120.6160.620.6240.6280.6320.6360.640.6440.6480.6520.6560.660.6640.6680.6720.6760.680.6840.6880.6920.6960.70.7040.7080.7120.7160.720.7240.7280.7320.7360.740.7440.7480.7520.7560.760.7640.7680.7720.7760.780.7840.7880.7920.7960.80.8040.8080.8120.8160.820.8240.8280.8320.8360.840.8440.8480.8520.8560.860.8640.8680.8720.8760.880.8840.8880.8920.8960.90.9040.9080.9120.9160.920.9240.9280.9320.9360.940.9440.9480.9520.9560.960.9640.9680.9720.9760.980.9840.9880.9920.9961
浓度mol/L 电
导
率 S*m -1 表1
表1