临界胶束浓度

数据处理
做出电导率(或摩尔电导率 对浓 做出电导率 或摩尔电导率)对浓 或摩尔电导率 度的关系图， 度的关系图，从图中的转折点处找出 临界胶束浓度 。
注意事项
1. 稀释十二烷基硫酸钠溶液时 ， 应防止振摇猛烈 ， 稀释十二烷基硫酸钠溶液时， 应防止振摇猛烈， 产生大量气泡影响测定； 产生大量气泡影响测定； 2. 测定时 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率 测定时, 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率, 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. 每次测定后 ， 必须用下一个待测溶液充分荡洗电 每次测定后， 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. 作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性 拟合， 找出两条直线， 拟合 ， 找出两条直线 ， 这两条直线的相交点所对 应的浓度才是所求的水溶性表面活性剂的临界胶 束浓度。 束浓度。
实验步骤 实验步骤
实验步骤 实验步骤
5. 用0.01mol·L-1的KCl标准溶液标定电导池常 标准溶液标定电导池常 数； 6. 用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液 的电导率。 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3次以上 次以上， 个溶液的电导电极和容器 次以上，各溶 液测定前必须恒温10min，每个溶液的电 液测定前必须恒温 ， 导率读数3次 取平均值; 导率读数 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， 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， 且测量所用水的电导率。 且测量所用水的电导率。
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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实验目的 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 实验原理 仪器试剂 实验步骤
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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
实验目的
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 表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质， 子由极性和非极性两部分组成。 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、 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 当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面， 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 ； 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
实验原理2 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 随着表面活性剂在溶液中浓度的增长， 转变成棒形胶束，以至层状胶束。如图2所示 所示。 转变成棒形胶束，以至层状胶束。如图 所示。后者可用 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。
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 ； 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.掌握电导率仪的使用方法 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 3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶 束浓度。 束浓度。
实验原理1 实验原理1
电导率仪的使用 电导率仪的使用
一、仪器的校准 1. 开机 (1) 将电源线插入仪器电源插座，仪器必须有良 将电源线插入仪器电源插座， 好接地！ 好接地！ (2) 按电源开关，接通电源，预热后，进行校准。 按电源开关，接通电源，预热后，进行校准。 2. 校准 A.调节常数补偿旋钮，使仪器显示值与电极所标数 调节常数补偿旋钮， 调节常数补偿旋钮 值一致； 值一致； B.温度补偿旋钮指向“25℃”线。 温度补偿旋钮指向“ ℃ 线 温度补偿旋钮指向
案)
(4)测定临界胶束浓度的方法很多，常用的有：表面张力法、电 测定临界胶束浓度的方法很多，常用的有：表面张力法、 测定临界胶束浓度的方法很多 导法、 染பைடு நூலகம்法、 增溶作用法、 光散射法等， 导法 、 染料法 、 增溶作用法 、 光散射法等 ， 其中 和 比较简便准确。 的测定， 比较简便准确。表面张力法既可用于 的测定，也可用于 的测定。 (参考答案 参考答案) 的测定； 的测定；而电导法只适用于 的测定。 参考答案 (5)电导率仪在用来测量电导率之前 必须进行 电导率仪在用来测量电导率之前, 校正、 电导率仪在用来测量电导率之前 校正、 校 的设置。 (参考答案 参考答案) 正和 的设置。 参考答案 (6)对溶液进行电导的测量时，由于离子在电极上放电，会产生 对溶液进行电导的测量时， 对溶液进行电导的测量时 由于离子在电极上放电， 极化现象， 因此通常都是用较高____的 ____电桥来测量的， 电桥来测量的， 极化现象 ， 因此通常都是用较高 的 电桥来测量的 所用的电极均镀以____以减少极化作用。 以减少极化作用。 (参考答案 参考答案) 所用的电极均镀以 以减少极化作用 参考答案
图2 胶束的球形结构和层状结构
实验原理3 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， 表示。 点上， 界胶束浓度， 以 CMC表示。在 CMC点上，由于溶液 表示 点上 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， 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 物理性质和浓度关系
思考题
1. 若要知道所测得的临界胶束是否准确，可用什么实 若要知道所测得的临界胶束是否准确， 验方法验证之？ 验方法验证之？ 2. 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： 浓度有关，其关系式可表示为： 试问如何测出其热效应值？ 试问如何测出其热效应值？
d ln c CMC ∆H =− dT 2 RT 2
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 浓度关系图， 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。 出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
仪器试剂
DDS-307型电导率仪 DDS-307型电导率仪 DJSDJS-1C型铂黑电极 容量瓶(2000mL) 容量瓶(2000mL) 容量瓶(50mL) 容量瓶(50mL) 锥形瓶(50mL) 锥形瓶(50mL) 移液管( 移液管(5mL) 移液管(10mL) 移液管(10mL) 氯化钾(分析纯) 氯化钾(分析纯) 十二烷基硫酸钠(分析纯) 十二烷基硫酸钠(分析纯) 电导水 1 台 1 支 1 只 12只 12只 1 只 1 支 1 支
电导率仪的使用
3. 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， 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“ ℃ 线 则将温度补偿旋钮指向“25℃”线； B.如欲得到待测溶液在 ℃时的电导率值，则将温 如欲得到待测溶液在25℃时的电导率值， 如欲得到待测溶液在 度补偿旋钮指向待测溶液的实际温度值。 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。 过程中显示值为“ ，说明测量超出量程范围， 过程中显示值为“1”，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。 将量程选择开关切换至更高一档量程。
3. 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？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？
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填空题： 填空题：
(1) 表面活性剂分子都是由 两部分组成的， 和 两部分组成的，若按离子 的类型分类， 三大类。 (参考答案 参考答案) 的类型分类，可分为 、 和 三大类。 参考答案 (2)表面活性剂溶入水中后，在低浓度时呈 表面活性剂溶入水中后， 表面活性剂溶入水中后 。当溶液浓度增 加到一定程度时， 加到一定程度时，形成 。以胶束形式存在于水中的表 面活性物质比较 。表面活性物质在水中形成胶束所需 称为临界胶束浓度。 (参考答案 参考答案) 的 称为临界胶束浓度。 参考答案 (3)用于测定 的电极称为电导电极，常用的电导电极有“ 用于测定 的电极称为电导电极，常用的电导电极有“光 二种形式， 亮 ” 和 “ 铂黑 ” 二种形式 ， 光亮的电导电极必须贮存在 的地方， (参考答 的地方，铂黑电极必须贮存在 中。 参考答
1.了解和熟悉 了解和熟悉DDS-307型电导率仪的构造和使用 了解和熟悉 型电导率仪的构造和使用 注意事项; 注意事项 2.用电导水或重蒸馏水准确配制 用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1 的 用电导水或重蒸馏水准确配制 KCl标准溶液； 标准溶液； 标准溶液 3.十二烷基硫酸钠在 ℃烘干 小时后，用电导 十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后 小时后， 十二烷基硫酸钠在 水或重蒸馏水准确配成0.020mol·L-1的溶液； 的溶液； 水或重蒸馏水准确配成 4.将0.020mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀 将 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 的溶液; 和
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， 极性 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， 分子状态 胶束，稳定， (3)电导率，干燥，蒸馏水 电导率， 电导率 干燥， (4)表面张力法 ， 电导法 ， 离子型表面活性剂 ， 非 表面张力法， 表面张力法 电导法， 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， 零点校正 满刻度校正， (6)频率，交流，铂黑 频率， 频率 交流，