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
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
锥形瓶(50mL) 1 只; 移液管(5mL) 1 支; 移液管(10mL) 1 支;
氯化钾(分析纯); 十二烷基硫酸钠(分析纯);
电导水;
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操作步骤
1、了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项; 2、用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液； 3、十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成
掌握电导率仪的使用方法；2. 电导池常数的测定
22µµSS··ccmm--11，，则则该该电电极极的的电电极极3常常. 数数为为11.. (1) 测量开关置“校正”档，调节常数校正钮，使仪器显示1.00；
用后一个溶液荡洗存放过前一4.个溶液的(电2)导测电量极和开容关器置3次“以上测，量各”溶液档测，定读前必出须仪恒器温1读0m数in，D表每；个溶液的电导率读数3次，取平均
电导法测定水溶性表面活性剂的 临界胶束浓度
怀化学院物理化学实验教学中心 任课教师：杨欣
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➢ 实验目的 ➢ 实验原理 ➢ 仪器试剂 ➢ 实验步骤 ➢ 实验装置 ➢ 数据处理 ➢ 注意事项 ➢ 思考题与答案
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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束浓度。
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实验原理
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；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)；
电导法测定水溶性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班级：2010级1班学号：20105051181 姓名：芦洋成绩：一、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束浓度。
二、实验原理由具有明显“两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。
这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烃基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。
如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，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，C17H35COONa），烷基硫酸钠（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。
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（RN(CH3)2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2 Cl）。
3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nH）。
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)；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。
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）与浓度的关系曲线出现明显转折，如图3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。
本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，并作电导率-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、仪器和试剂DDS-6700型电导率仪 容量瓶(100mL)DJS-1A 型铂黑电极 移液管(5mL ，10mL ，20mL ，50mL) 恒温水浴 十二烷基硫酸钠(分析纯) 烧杯 试管（大） 四、实验步骤1、将0.020mol ·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别为0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,和0.018 mol ·L-1图2 胶束的球形结构和层状结构示意图图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系的溶液；2、开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min ，调节恒温水浴温度至25℃；3、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。
电导法测定水溶性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一、实验目的1、用电导法测定阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度(CMC)，加深对表面活性剂性质的理解。
2、掌握电导仪的使用方法。
3、了解测量CMC的各种实验方法。
二、实验原理本实验通过水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的测定掌握一些电化学测定方法。
表面活性剂是具有明显“两亲”性质的分子，既含有亲油的长链或支链（大于10-12个碳原子）非极性烷基，称为尾基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的) ，称为头基。
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②阳离子型表面活性剂③非离子型表面活性剂当表面活性剂溶于水中后，低浓度时呈分子状态分散在水中。
当溶液浓度增加到一定程度时，许多表面活性剂分子不但定向地吸附在水溶液表面，而且还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。
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。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
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、蒸气压、电导率、渗透压、浊度、增溶作用、去污能力、光学性质等) 与浓度的关系曲线出现明显转折，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性。
只有在表面活性剂的浓度稍高于其临界胶束浓度时，才能充分发挥其作用（润湿、乳化、去污、发泡等）, 所以CMC是表面活性剂的一种重要量度。
图2 表面活性剂水溶液的物理性质和浓度关系浓度表面活性剂溶液的性质测定表面活性剂溶液的CMC 有各种方法，如表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法等。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导率k 、摩尔电导率Λm 随浓度的变化规律和强电解质一样；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（如图2、3）。
实验八 电导法测定临界胶束浓度
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六、注意事项
• 取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；
• 清洗电导电极时，两个铂片不能有机械摩擦， 可用电导水淋洗，后将其竖直，用滤纸轻吸， 将水吸净，并且不能使滤纸沾洗内部铂片。
• 注意电导率仪应由低到高的浓度顺序测量样品 的电导率。
• 电极在冲洗后必须擦干，以保证溶液浓度的准 确，电极在使用过程中其极片必须完全浸入到 所测的溶液中。
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四.实验步骤ຫໍສະໝຸດ 1. 调节恒温水浴温度至25.0℃。 2.电导率仪校正
开启电导率仪电源开关,预热约15分钟后,将选择旋钮 调至校正：1）温度旋钮转至25.0℃ 2）校正电导池常数。
将选择旋钮调至测量，备用。 3.取溶液
分别取浓度为 0.002,0.003, 0.004,0.005,0.0055,
0.006, 0.0065,0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012 的十二烷基硫酸钠溶液, 并于25.0℃ 恒温水浴槽恒温 10min。
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4.溶液电导率的测定
用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电 导率。测第一个溶液时，用少量蒸馏水荡洗电导 电极,再用适量待测溶液荡洗电导电极。[测以后各 溶液时不要用水荡洗] 。每份溶液平行测三次，取 平均值。
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五、数据处理
做出电导率k对浓度c的关系图，从图中的转折 点处找出临界胶束浓度 。
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3. 临界胶束浓度的测定
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。
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度实验报告
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度实验报告
一、实验目的
本实验旨在采用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）。
二、实验原理
临界胶束浓度（CMC）是指表面活性剂在水中的浓度，当它
超过CMC时，溶液中的表面活性剂会形成胶束，从而使溶液
的电导率显著增加。
因此，电导率可以用来测定表面活性剂的CMC。
三、实验方法
1. 将50 mL溶液放入电导率仪中，以及一定量的表面活性剂，并将电导率仪设定为0.1 mS/cm。
2. 将表面活性剂的浓度逐步增加，并不断测量溶液的电导率，当电导率突然增加时，即可得到表面活性剂的CMC。
四、实验结果
表1 测定表面活性剂的CMC
| 浓度（g/L） | 电导率（mS/cm） |
| ------------ | ---------------- |
| 0.5 | 0.1 |
| 1.0 | 0.2 |
| 1.5 | 0.3 |
| 2.0 | 0.45 |
| 2.5 | 0.6 |
| 3.0 | 0.75 |
根据实验结果，表面活性剂的CMC为2.0 g/L。
五、实验总结
本实验采用电导法测定表面活性剂的CMC，结果表明，表面活性剂的CMC为2.0 g/L。
【7A文】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
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20XX.6.26班级11应化2姓名李阳学号1131222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325℃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-6700型电导率仪DJS-1A型铂黑电极恒温水浴容量瓶(100mL)移液管氯化钾(分析纯)十二烷基硫酸钠(分析纯)试管四、实验步骤1.了解和熟悉DDS-6700型电导率仪的构造和使用注意事项;2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液；3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成0.100mol·L-1的溶液；4.将0.100mol·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0.020mol·L-1的溶液各100ml；5.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min。
物化实验电导法水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法和表面张力法分别测定 水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
2019/11/10
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（一）实验目的
1. 用电导率法和表面张力法测定十二烷基 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EC215微电脑电导率仪的使用方法。
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（二）/11/10
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5.用表面张力仪测定纯水的压力差, 再从稀到浓分别测定上述各溶液 的压力差。用后一个溶液荡洗前 一个溶液的试管和毛细管, 每一个 溶液读数三次，取平均值。
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6.列表记录各溶液对应的压力差 并计算表面张力值。
CSDS/ mol・L-1 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009
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，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
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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，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
的集团，形成“胶束”。表面活性剂物质在
水中胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，
条件下测定。
物化实验电导法水溶性表面活性剂的临界胶束浓度精品文档
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请保护公共仪器设备！ 请注意安全！
谢谢!
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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，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
Pmax /Pa
CSDS/ mol・L-1 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020
Pmax/Pa
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（四）实验结果与分析
1、作出电导率值与浓度的关系图，从
图中转折点处找出临界胶束浓度
2、求出各浓度对应的表面张力，作出 表面张力值与浓度的关系图，从图中转 折点处找出临界胶束浓度
EC215微电脑电导率仪。
3.测定0.002，0.004，0.006，0.007，0.008， 0.009，0.010，0.012，0.014，0.016， 0.018，0.020 mol・L-1的十二烷基硫酸钠 溶液的电导率值。
用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池三 次以上，每一个溶液的电导率读数三次， 取平均值。
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
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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，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
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，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（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。
三、实验步骤1．调节恒温水浴温度至25℃2．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml 烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。
实验四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度和表面活性相关性的研究
实验四. 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度与表面活性相关性的研究一、实验目的：1.学会用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度；3.理解电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度的原理；2.了解无机盐和有机添加物对表面活性剂临界胶束浓度的影响。
二、实验原理：表面活性剂是那些具有两亲结构，可明显降低体系的表面(或界面)张力，使体系产生润湿、乳化、分散、气泡、增溶等一系列作用的物质。
在表面活性剂溶液中，当表面活性剂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)。
表面活性剂溶液形成胶束的浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration),简称CMC。
由于表面活性剂的某些物理化学性质随着胶束的形成而发现突变(如图1)图1 表面活性剂溶液的一些性质与浓度的关系故将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。
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)式中κ是指长1m,截面积为1m2的导体的电导，称作比电导或电导率，单位为S·m-1,L/A称作电镀池常数，电导率κ和摩尔电导Λm有如下关系：Λm=κ/c (2)Λm为1mol电解质溶液的导电能力，称为摩尔电导率，c为电解质溶液的摩尔浓度，Λm随电解质溶液浓度而变。
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，但当溶液的浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的形成，带相反电荷的离子被强烈地吸附在胶团表面上，它们的部分电荷被中和，电导率发生变化，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
实验十八电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
3）学习用电导法测定十二烷基硫酸钠的临 界胶束浓度；
4）掌握无机电解质对表面活性剂临界胶束 浓活性剂的CMC-实验原理
一、关于表面活性剂 定义、分类、性质 二、关于胶束及CMC 三、CMC测定原理
性质：表面活性剂有两个重要性质，一是在各种界面上的 定向吸附，一个是在溶液内部能形成胶束。前一种性质是 许多表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂的根据，后 一种性质是表面活性剂有增溶作用的原因。
电导法测定水溶性表面活性剂的CMC-实验原理
二、关于胶束和CMC 表面活性剂分子在水溶液表面的排列：单个的表面活性剂分子溶
于水后完全被水分子包围，亲水集团受到水分子吸引，亲油基受 到排斥而有自水中逃离的趋势，这就意味着表面活性剂分子占据 溶液表面---在表面上吸附，将亲油基伸向空气。 胶束：当表面吸附达到饱和后，溶液浓度继续增加，则溶液内部 的表面活性剂分子采取另外一种逃离方式，以使体系达到能量最 低。此时分子中的亲油基通过分子间的吸引力相互缔合在一起， 亲水基朝向水中，形成胶体大小的质点，这种具有表面活性的缔 合胶体溶液和一般胶体体系不同，通常称其为“胶束”。 CMC：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。
6）测试完毕，清洗电极。
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，作к—C，—图，由曲线转 折点确定临界胶束浓度CMC值。
实验评注与拓展
注意事项： 1）配制的溶液必须保证表面活性剂完全溶解。 2）电导率的测量要在恒温条件下测试。3）测量CMC浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
大学化学实验
BUCT
思考题
实验预习提问
问题一：本实验所用仪器及其型号是什么？ 问题二：通过预习并结合以前所学知识概述什 么是表面活性剂？并举例说明。 问题三：什么叫做临界胶束浓度CMC？ 问题四：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？ 问题五:实验误差有存在哪些?
G = κ（A/L）
其中κ是电导率（S· m-1），A/L是电导池常数（m-1）。
大学化学实验
BUCT
在恒温下，稀的强电解质溶液的电导率κ与 其摩尔电导率Λm的关系为： Λm=κ/c 其中Λm（S· m2· mol-1）， c（molm-3） 若温度恒定，在极稀的浓度范围内，强电解质 溶液的摩尔电导率Λm与其溶液浓度的c1/2成线 性关系。对于胶体电解质，在稀溶液时的电导 率，摩尔电导率的变化规律与强电解质一样， 但是随着溶液中胶团的生成，电导率和摩尔电 导率发生明显变化，这就是确定CMC的依据。
大学化学实验
BUCT
上面的几种方法大致可以表示为：
大学化学实验
BUCT
电导法测 定
水溶性
表面活 性剂的 临界胶 束浓度
大学化学实验
BUCT
大学化学实验
BUCT
大学化学实验
BUCT
实验难点：
1、溶液的配制要求很精确；
2、电导电极个步骤的正确使用和维护； 3、测定过程中的恒温处理；
4、数据的准确记录和精确的画图处理求出结果
大学化学实验
BUCT
注意事项
1、清洗电导电极时，两个铂片不能有机械摩擦，可用电导 水淋洗，后将其竖直，用滤纸轻吸，将水吸净，并且不能 使滤纸沾洗内部铂片。 2、注意电导率仪应有低到高的浓度顺序测量样品的电导率。 3、电极在冲洗后必须擦干，以保证溶液浓度的准确，电极 在使用过程中其极片必须完全浸入到所测的溶液中，不得 碰器皿内壁。
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 支移液管(10mL) 1 支氯化钾(分析纯)十二烷基硫酸钠(分析纯)蒸馏水四、实验步骤1.了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项;2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液(由老师配制)；3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成0.020mol·L-1的溶液(由老师配制)；4.预热恒温水浴；5.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的溶液各50ml(由于容量瓶有限，以三个浓度的溶液为一组，分四组完成)；6.用电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率(用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电极及容器3次以上，各溶液测定前需恒温10min);7.每个溶液的电导率读数3次，取平均值；五、原始数据T=25℃P=101.1 kPa浓度/mol?L-1G1/ms G2/ms G3/ms G平均/ms0.002 0.1629 0.1630 0.1631 0.16300.004 0.308 0.309 0.309 0.3090.006 0.427 0.428 0.429 0.4280.007 0.483 0.484 0.486 0.4840.008 0.542 0.542 0.543 0.5420.009 0.588 0.588 0.589 0.5880.010 0.637 0.637 0.637 0.6370.012 0.709 0.709 0.710 0.7090.014 0.793 0.793 0.793 0.7930.016 0.871 0.871 0.872 0.8710.018 0.964 0.964 0.965 0.9640.020 1.027 1.027 1.027 1.027备注：0.002 mol?L-1下的读数单位本为μs，此处已换算六、数据处理图（一）因为实验所得结果的转折点不明显，采用如下方法：先从图（一）粗略估计出转折点在浓度为0.009 mol·L-1处，在用EXCEL以0.009mol·L-1点为转折点画出两条直线，再根据所得方程求解转折点浓度（近似估计）。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
4.电导池常数测定
用0.01 mol·dm-3KCl标准溶液测定电导池常数(亦称电极 常数)。方法如下:用0.01mol·dm-3KCl标准溶液荡洗电导 电极和大试管三次后,倒入KCl标准溶液至淹没电导电极 [建议液面高出金属片约1cm] ；置于恒温水浴(30℃)中恒 温10min [试管中液面要低于水浴液面] ，调量程钮至 “Ⅲ” [Ⅲ量程为2000 μs/cm] ；调常数钮使显示值与标 准溶液的电导率值完全相同(如在30.0℃时0.01 mol·dm3 KCl标准溶液的电导率值为0.1552 S/m即1552 μs/cm)； 最后将量程钮调至检查,此时的显示值即对应电极常数。 [此步为电导率仪的第二次校准]
5.溶液电导率的测定 调量程钮至“Ⅲ”,用电导率仪从稀到浓分别测定 上述各溶液的电导率。测第一个溶液时，用少量 蒸馏水荡洗电导电极和大试管2次,再用适量待测 溶液荡洗电导电极和大试管2～3次。[测以后各溶 液时不要用水荡洗] 。每个待测溶液必须预恒温 10 min以上，装入试管中再恒温5 min才能开始 测量,每隔3分钟测量1次,共测3～4次。注意：同 一溶液电导率的相对测量偏差不能超过5%。
6. 调节恒温水浴温度至40.0℃。重复上列3～ 5步测定40.0℃时各溶液的电导率。
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。 。
浓度/mol.L-1 图1 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系
本实验利用DDS-307型电导率仪测定不同浓度的十 二烷基硫酸钠水溶液的电导率(也可换算成摩尔电 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)。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤
演
示
注意事项
思考题
实验步骤
3. 用 DDS-11A型电导仪从稀到浓分别测定上述 型电导仪从稀到浓分别测定上述 各溶液的电导值。 各溶液的电导值 。 用后一个溶液荡洗存放前 一个溶液的电导池三次以上， 一个溶液的电导池三次以上 ， 各溶液测定时 必须恒温10min， 每个溶液的电导读数三次 ， 必须恒温 ， 每个溶液的电导读数三次， 取平均值。 取平均值。 4. 列表记录各溶液对应的电导 ， 并换算成电导 列表记录各溶液对应的电导， 率或摩尔电导率。 率或摩尔电导率。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤
演
示
注意事项
思考题
实验原理
明显“ 两亲” 性质的分子， 明显 “ 两亲 ” 性质的分子 ， 即含有亲油的足够 长的(大于 大于10～ 个碳原子 烃基， 个碳原子)烃基 长的 大于 ～ 12个碳原子 烃基 ， 又含有亲水的极性 基团。由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，表 基团。由这一类分子组成的物质称为表面活性剂， 面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。 面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。 表面活性剂进入水中， 表面活性剂进入水中，在低浓度时呈 分子状态， 分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠 拢而分散在水中。 拢而分散在水中。当溶液浓度加大到一定 程度时， 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” 合成很大的集团，形成”胶束”。
ห้องสมุดไป่ตู้
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤
演
示
注意事项
思考题
思考题
1. 若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可 若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确， 用什么实验方法验证之？ 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？ 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： 和浓度有关系，其关系式为：
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，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（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。
三、实验步骤1．调节恒温水浴温度至25℃2．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml 烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。
5.测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验处理报告
物理设计性实验实验名称：测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验成员：邓华峰、陈日、刘柱实验时间：2010-5-1指导老师：刘文平实验目的：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。
实验原理：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；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。
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。
方法（一）（用电导率法测）1，实验方法1.1；仪器和药品电导率仪1台; 带磨口的50 ml锥形瓶10只; 50 ml酸式滴定管一支; 5 ml、10 ml移液管各一支; DJS21C型电导电极1支; 氯化钾(分析纯) ; 十二烷基硫酸钠(分析纯) ; 电导水；500ml容量瓶一只。
1.2；实验步骤一．用电导水准确配制0. 01 mol/dm3 KCl标准溶液, 并测定其电导率以确定电导池常数。
二．十二烷基硫酸钠经80℃烘干3小时后, 用电导水准确配制其0. 020 mol/dm3溶液。
分别在锥形瓶配制浓度为0. 002、0. 006、0. 007、0. 008、0. 009、0. 010、0. 012、0. 014、0. 018、0. 020 mol/dm3的十二烷基硫酸钠溶液50 ml。
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度详解
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
测定CMC的方法很多，常用的有表面张力法，电 导法，染料法，增溶作用法，光散射法等。这些 方法，原理上都是从溶液的物理化学性质随浓度 变化关系出发求得。
其中表面张力和电导法比较简便准确。表面张力 法除了可求得CMC之外，还可以求出表面吸附等 温线，此外还有一优点，就是无论对于高表面活 性还是低表面活性的表面活性剂，其CMC的测定 都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干扰， 也适合非离子表面活性剂;
称为电导率或比电导(=1/),它相当于长度为1m,截面积为1m2 导体的电导,其单位是S·m-1。
对于确定的电导池来说,1/A是常数,称为电导池常数。电导池常数 可通过测定已知电导率的电解质溶液的电导(或电阻)来确定。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
2. 摩尔电导
1mol电解质全部置于相距为1m的两个电极之间,溶液的电导称之 为摩尔电导,以m表示。 如溶液的浓度以C表示,则电导可以表示为: m =/(1000C) 式中m的单位是S·m2·mol-1;C的单位是mol·dm-3。
实验原理
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。由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，表 面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。
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”。
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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
移液管(10mL) 1 支
氯化钾(分析纯)
十二烷基硫酸钠(分析纯)
蒸馏水
四、实验步骤
1.了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项;
2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液(由老师配制)；
3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成
0.020mol·L-1的溶液(由老师配制)；
4.预热恒温水浴；
5.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的溶液各50ml(由于容量瓶有限，以三个浓度的溶液为一组，分四组完成)；
6.用电导仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率(用后一个溶液荡洗存放
过前一个溶液的电极及容器3次以上，各溶液测定前需恒温10min);
7.每个溶液的电导率读数3次，取平均值；
五、原始数据
T=25℃P=101.1 kPa
浓度/mol?L-1G1/ms G2/ms G3/ms G平均/ms
0.002 0.1629 0.1630 0.1631 0.1630
0.004 0.308 0.309 0.309 0.309
0.006 0.427 0.428 0.429 0.428
0.007 0.483 0.484 0.486 0.484
0.008 0.542 0.542 0.543 0.542
0.009 0.588 0.588 0.589 0.588
0.010 0.637 0.637 0.637 0.637
0.012 0.709 0.709 0.710 0.709
0.014 0.793 0.793 0.793 0.793
0.016 0.871 0.871 0.872 0.871
0.018 0.964 0.964 0.965 0.964
0.020 1.027 1.027 1.027 1.027
备注：0.002 mol?L-1下的读数单位本为μs，此处已换算
六、数据处理
图（一）
因为实验所得结果的转折点不明显，采用如下方法：
先从图（一）粗略估计出转折点在浓度为0.009 mol·L-1处，在用EXCEL以0.009mol·L-1点为转折点画出两条直线，再根据所得方程求解转折点浓度（近似估计）。
图（二）
解得CMC[十二烷基硫酸钠,20℃] = 8.538×10-3 mol·L-1
与文献值的CMC[十二烷基硫酸钠,40℃] = 8.7×10-3 mol·L-1相比偏差不是很大。
七、思考题
1.若要知道所测得的临界胶束是否准确，可用什么实验方法验证之
答：可以通过其他试验方法测定同温度下的CMC，比较检验该方法测得的CMC是否准确。
如表面张力法或紫外光谱法等。
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：
试问如何测出其热效应值
d c dT曲线即可
答：通过测定不同温度下的临界较束浓度，在绘制ln~
CMC
求出ΔH。
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
答：不能，因为本实验时采用电导法测电导与浓度变化关系的转折点来确定临界胶束浓度，非离子型表面活性剂可导电的离子少，不能用电导
法测，可以用表面张力和渗透压法测。
八、实验总结
该实验操作和数据处理较简单，原理部分也较容易理解，因此在试验过程中没有遇到难处。
希望老师以后可以讲解些其他测定物质CMC的方法。
九、注意事项
1.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；
2.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；
3.每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧杯，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，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。