电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

2020年 6 月 9 日 评定

室温：25 0C 大气压：101kpa

一、实验名称：电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

二、实验目的

1. 用电导法测定十二烷基磺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；

4. 培养学生对日常生活中表面活性剂物质性能的测定能力；

三、实验原理

能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质，特别是具有明显“两亲”性质的分子，既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，C 17H 35COONa]，

烷基硫酸盐[十二烷基硫酸钠，CH 3(CH 2)11SO 4Na]，烷基磺

酸盐[十二烷基苯磺酸钠，CH 3(CH 2)11C 8H 5SO 3Na]等；

(2) 阳离子型表面活性剂，多为胺盐，如十二烷基二甲基叔

胺[RN(CH 3)2HCl]和十二烷基二甲基氯化胺[RN(CH 3)Cl]；

(3) 非离子型表面活性基，如聚氧乙烯类

[R -O -(CH 2CH 2O)n H]。

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 )，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和图2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。

本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率(也可 图2 十二烷基磺酸钠水溶液电导率与浓度的关系

图1 十二烷基磺酸钠水溶液的物理性质与浓度的关系

换算成摩尔电导率)，并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度（参见图2）。

四、实验数据及处理：

做出电导值G与浓度c的关系图，从图中转折点找出临界胶束浓度CMC.

表2 各溶液的电导

c/mol·L-10.0020.0040.0060.0070.0080.009

G/S0.2400.3330.4520.5280.6250.631

c/mol·L-10.0100.0120.0140.0160.0180.020

G/S0.6480.7370.8570.977 1.070 1.143

图：

图中转折点找出临界胶束浓度为0.008 mol/L

五、讨论思考

1.非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定CMC？原因是什么？若不能，用

何种方法测定？

非离子型表面活性剂不能用电导法。因为非离子表面活性剂不会电离出离子，也就不会存在电导率，所以不能用。可用表面张力法

2.CMC的测定有何实际意义？

（1）.可以巧妙的将溶液设计于所用主要表面活性剂临界胶束浓度之上，使其在使用过程中形成双分子层，即第一层表面活性剂分子的疏水基附着于固体表面，亲水基伸向外面，第二层表面活性剂的亲水基与第一层的亲水基附着，疏水基伸向外面，从而形成独特的亲油性表面。

（2).物质在一定液体有其溶解饱和度，达到饱和度后物质不再溶解，但我们可以利用临界胶束浓度原理，将表面活性剂设计在临界胶束浓度之上，可以大大增加物质的溶解度。