石油磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的测定

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表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的:本实验旨在通过对表面活性剂水溶液的浓度与临界胶束浓度进行测定,探究表面活性剂分子的聚集结构及其对界面性质的影响,为后续的表面化学研究提供基础实验数据。

实验原理:表面活性剂分子在水溶液中可以形成胶束结构,而其临界胶束浓度是指表面活性剂分子开始聚集形成胶束的最低浓度。

当浓度大于临界胶束浓度时,则会出现大量表面活性剂分子的聚集,形成胶束结构。

根据兰伯特—比尔定律(Beer-Lambert Law),当溶液中物质浓度与光强之间的关系为线性关系时,则有吸光度A与浓度c之间的关系式如下:A = εlc其中,A为吸光度,ε为比吸光度,l为光路长,c为物质浓度。

而临界胶束浓度就是吸光度和浓度之间的拐点。

实验步骤:1.取一定比例的表面活性剂,加入稀释液中,调整其浓度分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 mM。

2.每次测量添加2μL红外染料,干燥后加入回收液中,取出60μL至一100μL石英吸光比色皿中,用超净水升至一定体积。

3.使用紫外-可见分光光度计测量样品吸光度,记录下吸光度与浓度之间的关系曲线。

实验结果:在使用紫外-可见分光光度计测量并计算样品吸光度时,可以得到不同浓度下的表面活性剂水溶液的吸光度数值。

利用上述公式,可以将吸光度与浓度之间的关系转化为直线并求出直线交点。

根据实验结果,可以得到表面活性剂的临界胶束浓度约为2.86mM。

同时,从浓度与吸光度之间的关系曲线可以发现,随着浓度的增加,测得的吸光度数值也呈现逐渐增加的趋势,这是因为表面活性剂分子逐渐开始形成胶束结构,从而导致其分子排列与数量的变化,从而影响吸光度的大小。

结论:通过本实验的测定,可以更加深刻地理解表面活性剂分子在水溶液中的聚集行为,并且发现不同浓度下样品的吸光度值存在明显区别,从而进一步确定表面活性剂的临界胶束浓度。

这一理论研究在表面化学领域中有着重要的应用价值。

临界胶束浓度的测定方法()

临界胶束浓度的测定方法()

临界胶束浓度的测定方法:1、表面张力用表面张力与浓度的对数作图,在表面吸附达到饱和时,曲线出现转折点,该点的浓度即为临界胶束浓度。

表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度增加而急剧下降,到达一定浓度(即cmc)后则变化缓慢或不再变化。

因此常用表面张力-浓度对数图确定cmc。

具体做法:测定一系列不同浓度表面活性剂溶液的表面张力,作出γ-lgc曲线,将曲线转折点两侧的直线部分外延,相交点的浓度即为此体系中表面活性剂的cmc。

这种方法可以同时求出表面活性剂的cmc和表面吸附等温线。

优点:简单方便;对各类表面活性剂普遍适用;灵敏度不受表面活性剂类型、活性高低、浓度高低、是否有无机盐等因素的影响.一般认为表面张力法是测定表面活性剂cmc的标准方法。

2、电导率(测定cmc的经典方法)用电导率与浓度的对数作图,在表面吸附达到饱和时,曲线出现转折点,该点的浓度即为临界胶束浓度。

优点:简便;局限性:只限于测定离子型表面活性剂。

确定cmc时可用电导率对浓度或摩尔电导率对浓度的平方根作图,转折点的浓度即为cmc。

3.染料法某些染料在水中和胶团中的颜色有明显差别的性质,采用滴定的方法测定cmc。

具体方法:先在较高浓度(>cmc)的表面活性剂溶液中加入少量染料,此染料加溶于胶团中,呈现某种颜色。

再用滴定的方法,用水将此溶液稀释,直至颜色发生显著变化,此时溶液的浓度即为cmc。

优点:只要找到合适的染料,此法非常简便。

但有时颜色变化不够明显,使cmc不易准确测定,此时可以采用光谱仪代替目测,以提高准确性。

4.浊度法非极性有机物如烃类在表面活性剂稀溶液(<cmc)中一般不溶解,体系为浑浊状。

当表面活性剂浓度超过cmc后,溶解度剧增,体系变清。

这是胶团形成后对烃起到了加溶作用的结果。

观测加入适量烃的表面活性剂溶液的浊度随表面活性剂浓度变化情况,浊度突变点的浓度即为表面活性剂的cmc。

实验时可以使用目测或浊度计判断终点。

表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的及要求1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法。

2.设计两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC.二、实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。

当表面活性剂溶入极性很强的水中时,在低浓度时呈分散状态,并且三三两两地把亲油集团靠拢而分散在水中,部分分子定向排列于液体表面,产生表面吸附现象。

当溶液表面吸附达到饱和后,浓度在增加时,表面活性剂分子会自相缔合,即疏水的亲油集团相互靠拢,而亲水的极性基团与水接触,这样形成的缔合体称为胶束。

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(CMC)。

在CMC附近由于溶液的结构改变导致其许多性质发生突变,这种现象是测定CMC的实验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。

所以测定CMC的方法有很多,比如表面张力法、电导法、折光指数法和染料增溶法等。

三、仪器与试剂表面张力测定仪、电导率仪、超级恒温槽、十二烷基磺酸钠一系列浓度的溶液。

四、实验方法4.1. 最大气泡压力法及原理表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在CMC处同样出现转折,本实验用最大气泡压力法测,这一方法是将毛细管刚好与待测溶液面接触,在毛细管内加压,管端将在液体内形成一气泡,压力达到一定值时管端气泡破裂吹出,压力突然下降,根据Laplace方程,大压力差△Pmax与液体表面张力σ及毛细管半径r有下述关系,△Pmax=2σ/r=kσ。

用同一根毛细管半径r值一定,△Pmax与σ成正比,所以已知水的表面张力,通过测定△Pmax水,可求出k=△Pmax/σ水,再测得不同浓度表面活性剂的水溶液的△Pmax,求得对应的σ,通过σ对表面活性剂的浓度c作图,由曲线的转折点来确定CMC值,或通过由四个低浓度点和四个高浓度点分别作σ-lgc直线,由两线的交叉点确定CMC.4.1.1 实验数据及处理表1.压力差于浓度的关系图1.图2.结论: 由表面张力对浓度作图,如图1,得出CMC 值为0.00963,图2,得出两条直线交点值为CMC 值0.01053,与理论值比较得误差分别为1.7%和7.4%。

临界胶束浓度测定

临界胶束浓度测定

临界胶束浓度测定临界胶束浓度的测定在化学研究中是一个相当有趣且重要的内容呢。

咱们就先从胶束说起吧。

胶束就像是一群小伙伴抱成了团。

想象一下,在一个大操场上,每个小伙伴就像一个分子,当它们的浓度比较低的时候呢,就各自分散着玩耍,可是当浓度达到一定程度,就像听到了集合的哨声,它们就开始聚集起来,形成了胶束这个小团体。

那怎么去测定这个临界胶束浓度呢?一种方法是表面张力法。

表面张力就好比是水面上的一层薄膜的紧绷程度。

在溶液中,随着表面活性剂浓度的增加,表面张力会发生变化。

当浓度比较低的时候,表面活性剂分子会在溶液表面富集,就像一群小鸭子在水面上漂着,这时候表面张力下降得比较快。

可是当达到临界胶束浓度的时候呢,表面活性剂分子更多地形成胶束进入溶液内部了,表面张力的下降就变得缓慢了。

我们就可以通过测量不同浓度下的表面张力,然后绘制曲线,从曲线的转折点来确定临界胶束浓度。

还有一种是电导率法。

可以把溶液中的离子想象成在马路上奔跑的小汽车。

在临界胶束浓度之前,随着表面活性剂浓度增加,溶液中的离子数量增多,电导率就像马路上汽车的流量一样增加得比较快。

但是到了临界胶束浓度的时候,胶束开始形成,表面活性剂离子更多地聚集在胶束内部,对电导率的贡献就没有之前那么大了,电导率增加的速率就变缓了。

通过测量不同浓度下溶液的电导率,绘制曲线,曲线的转折点对应的浓度就是临界胶束浓度。

另外,光散射法也是一种手段。

可以把光线想象成一个调皮的小精灵,当它照射到溶液中的胶束时,就会发生散射。

在临界胶束浓度之前,由于胶束数量少,光散射比较弱。

当达到临界胶束浓度之后,胶束大量形成,光散射就会突然增强。

我们通过测量不同浓度下的光散射强度,就能确定临界胶束浓度了。

在测定临界胶束浓度的时候,还有一些小细节要注意呢。

比如说测量仪器要校准准确,就像我们称东西的时候,秤得准才行。

而且实验环境的温度也要保持相对稳定,不然就像在一个忽冷忽热的环境里做事情,结果可能就不准确了。

15 实验十五 表面活性剂的临界胶束浓度的测定

15 实验十五  表面活性剂的临界胶束浓度的测定

12
14 16 18
0.012
0.014 0.016 0.018
11
20
0.020
2、以K—C作图,求CMC; 3、以λm— C 作图,求CMC; 4、查文献值,计算误差,比较两种 作法的准确性
实验注意事项
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。
数据记录和处理
ห้องสมุดไป่ตู้实验温度: 大气压: 1、将实验数据记录于下表:
№ 0.5十二烷基 磺酸钠 ml 1 2 1 2 浓度 电导率 (mol/l) (mΩ/cm) 0.001 0.002 浓度的平方 根(C1/2) 摩尔电导 率
3
4 5 6
4
6 8 10
0.004
0.006 0.008 0.010
7
8 9 10
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。
图1 十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系

(精选文档)表面活性剂临界胶束浓度测定方法研究

(精选文档)表面活性剂临界胶束浓度测定方法研究

表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究对于某表面活性剂, 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, 简称(cmc)。

由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶束的形成而发生突变, 如在乳液聚合、石油开采、去污、消除电影胶片的斑点及生理过程等方面都有着重要的增溶作用, 且增溶作用的大小与表面活性剂的cmc有关, 影晌cmc值的各种因素必然也影响到增溶作用。

因此, 测定cmc, 掌握影响cmc的因素, 对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。

测定cmc的方法很多, 常用的有表面张力法、电导法、染料法、增溶法、渗透压法等等本文采用电导法、粘度法、表面张力法及密度法侧定25℃下十二烷基硫酸钠(SDS)的cmc 值。

1 实验部分1.1电导法对于离子型表面活性剂, 当溶液浓度很稀时, 电导的变化规律与一般强电解质相似, 表面活性剂完全解离为离子, 随着浓度上升, 电导率K近乎线性上升但当溶液浓度达到临界胶束浓度时, 随着胶束的形成, 胶束定向移动速率减缓,K仍随着浓度增大而上升, 但变化幅度变小。

摩尔电导率λm也急剧下降, 利用K——C曲线或λm——Vc曲线的转折点求cmc值。

1.1.1电导率法操作步骤:(1)准确称量十二烷基硫酸钠(SDS)7.2095g, 加水溶解后, 转入250ml容量瓶中, 并稀释至刻度。

此溶液的浓度为0.1mol/L。

贮存备用。

(2)用移液管准确量取不同体积的浓度为0.1000mol/L的SDS溶液, 分别置于20个50ml容量瓶中, 用水稀释室刻度, 配制成不同浓度的SDS待侧溶液。

浓度范围为1×10…(3)开启恒温槽, 调节温度使夹套电导管中的温度为25℃。

按浓度由低到高的顺序, 测定各待侧溶液的电导率。

每次换侧溶液时, 必须用待测液冲洗铂黑电极及电导管3次, 待溶液温度恒定后,再行侧定, 重复测3次。

1.1.2摩尔电导率法操作步骤:(1)用惠斯登电桥, 连接好线路;(2)调节恒温槽温度为25℃。

表面活性剂临界胶束浓度的测定电导法

表面活性剂临界胶束浓度的测定电导法
用于保持实验温度恒定。
移液管和容量瓶
用于配制不同浓度的表面活性剂溶液。
03
实验步骤
电导率仪的校准
准备标准溶液
准备已知电导率的标准溶液,用于校准电导率 仪。
校准步骤
将电导率仪的电极浸入标准溶液中,按照仪器 说明书进行校准操作。
校准结果
记录校准结果,确保电导率仪准确度符合要求。
溶液的配置
准备表面活性剂溶液
实验原理
电导法
通过测量电导率随浓度的变化,确定表面活性剂的临界胶束浓度。由于表面活性剂在达到临界胶束浓度前后,其 电导性会发生显著变化,因此可以通过测量电导率的变化来确定临界胶束浓度。
实验步骤
配置不同浓度的表面活性剂溶液,测量其在不同浓度下的电导率,绘制电导率与浓度的关系曲线,确定临界胶束 浓度。
测量电导率
将电极浸入待测溶液中,按照电导率仪说明书进 行测量操作。
3
记录数据
记录测量的电导率数据,并进行分析和处理。
04
数据处理与分析
数据记录与整理
原始数据
记录实验过程中测量的原始电导率数 据,包括不同浓度下的电导率值。
数据整理
将原始数据整理成表格,方便后续分 析。
临界胶束浓度的计算
绘制电导率与浓度的关系图
表面活性剂临界胶束 浓度的测定电导法
目录
• 引言 • 实验材料与设备 • 实验步骤 • 数据处理与分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
确定表面活性剂的临界胶束浓度(CMC),了解其在不同浓度下的电导性变化。
背景
表面活性剂是一类能够显著降低溶剂表面张力或界面张力的物质,广泛应用于 洗涤、化妆品、制药等领域。临界胶束浓度是表面活性剂溶液从非胶束状态转 变为胶束状态时的浓度,是表面活性剂的重要参数之一。

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的,通过测定表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度,了解其在溶液中形成胶束的临界条件,以及对其胶束结构和性质的影响。

实验原理,表面活性剂是一类分子既有亲水性又有疏水性的化合物,当其在水溶液中浓度达到一定数值时,分子会自组装形成胶束结构。

临界胶束浓度是指表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度。

实验步骤:1. 准备一定浓度的表面活性剂溶液。

2. 采用表面张力计或其他适当仪器,测定不同浓度的表面活性剂溶液的表面张力。

3. 绘制表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线。

4. 通过曲线的拐点或导数最小值所对应的浓度值,即可得到表面活性剂的临界胶束浓度。

实验结果与分析:通过实验测得的表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线,可以清晰地观察到在一定浓度范围内,表面张力随着浓度的增加而迅速下降,随后趋于平稳。

通过对曲线的分析,可以得到表面活性剂的临界胶束浓度为X mol/L。

结论:通过本次实验,我们成功测定了表面活性剂的临界胶束浓度,为进一步研究其在溶液中的行为和应用提供了重要参考。

同时,我们也了解到了表面活性剂在溶液中形成胶束的临界条件,以及其对溶液性质的影响,这对于相关领域的研究具有重要意义。

实验中可能存在的误差:1. 实验过程中,由于仪器精度的限制或操作技巧的差异,测得的数据可能存在一定误差。

2. 实验条件的控制不够严格,可能会对实验结果产生一定影响。

改进方案:1. 在实验中尽量减小操作误差,提高测量精度。

2. 在实验条件的控制上加强,确保实验数据的准确性和可靠性。

总结:通过本次实验,我们对表面活性剂临界胶束浓度的测定有了更深入的了解,同时也认识到了实验中可能存在的误差和改进方案。

这对于今后的相关研究工作具有一定的指导意义。

临界胶束浓度(CMC)的测定

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(表面张力与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、以与去污浊度等)有统一的内在联系。

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。

因而在稀水溶液中,电导率随C上升,但到达一定浓度后,出现一转折点,直线逐渐变缓。

三、实验仪器、药品仪器:电导率仪烧杯(100ml、7个)温度计(2支)容量瓶(250ml,7只)药品:SAA(1631)、蒸馏水四、实验步骤1、分别配制1631 的水溶液浓度为:4.00X10-4、5.140X10-4、6.70X10-4、8.20X10-4、10.85X10-4、13.6X10-4、16.54X10-4mol/L的溶液各250ml 2、将其在25℃、30℃、35℃恒温→测定各溶液的电导率(由稀→浓)→取3次测量值的平均值3、作K-C曲线4、由K-C曲线求不同t下的CMC值五、药品常数十六烷基三甲基溴化铵(1631):是阳离子SAA、分子式:C16H33(CH3)3NBr分子量:364.446 熔点:250-237℃,水溶性:13g/L(20℃)性质:呈白色或浅黄色结晶至粉末状,易溶于异丙醇、可溶于水、振荡时产生大量泡沫,具有优良的渗透、柔化、抗静电、生物降解性与杀菌消毒等功能。

表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究进展

表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究进展

实验结果及讨论
在加入适量电解质以降低背景电导率的同时,过量的电解质可能会对表面活 性剂的聚集状态产生影响,导致临界胶束浓度的测量值偏小。此外,实验过程中 保持恒定的温度对于消除温度对电导率的影响至关重要。
结论
结论
本次演示介绍了用电导率法测定表面活性剂临界胶束浓度的实验方法。通过 对实验方法的详细阐述和实验结果的分析讨论,我们发现电导率法具有操作简便、 快速准确的优点。但在实验过程中应注意控制电解质用量和保持恒定的实验温度, 以减小误差。
实验方法
实验方法
本实验选取两种常见的表面活性剂,十二烷基硫酸钠(SLS)和吐温80(TW80),采用不同的方法测定其临界胶束浓度。
实验方法
1、电导率法:该方法是通过测量溶液电导率的变化来确定临界胶束浓度。在 一定的浓度范围内,随着表面活性剂浓度的增加,溶液的电导率逐渐增大。当达 到临界胶束浓度时,电导率会出现突变,因此可以通过观察电导率的变化来确定 CMC。
结论
结论
本次演示采用电导率法、光散射法和表面张力法三种不同的方法测定了两种 常见表面活性剂的临界胶束浓度。实验结果表明,不同方法在测定CMC时具有各 自的优点和不足。电导率法和光散射法操作简单、快捷,但需要较为昂贵的仪器 设备;而表面张力法虽然操作繁琐,但所需的仪器设备相对简单且直观。在应用 方面,电导率法和光散射法更适合于工业生产和实验室研究,而表面张力法则适 用于现场实时监测和环保等领域。
电导率法基本原理
电导率趋于饱和。因此,利用电导率法测定临界胶束浓度,需要选择合适的 电导率仪和准确的测量方法。
电导率仪及测量
电导率仪及测量
电导率仪是测量溶液电导率的专用仪器,主要由电导池、测量电路和数据处 理装置组成。在选择电导率仪时,应考虑仪器的精度、灵敏度和稳定性。测量表 面活性剂溶液的电导率时,应将待测溶液与标准溶液进行比较,以减少误差。测 量过程中,应保持温度恒定,以消除温度对电导率的影响。

石油磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的测定

石油磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的测定

石油磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的测定油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的影响周华,方新湘,聂春梅,白云(克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院,新疆克拉玛依,834000)摘要:针对油田开采中后期大量污水产生,油气成藏环境变差导致驱油率降低的现状,在实验室以表面张力法测定磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度,根据CMC形成机理,考查了磺酸盐表面活性剂临界胶束形成前后,对应表面张力测定值的变化,通过油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的影响实验及结果讨论,得到一些规律,为磺酸盐表面活性剂在复合驱技术中的更好应用提供理论依据。

关键词:油田污水;表面活性剂;临界胶束浓度随着开采中后期原油产量的递减,地面水侵作用导致油田进入高含水期,产生大量污水,为保护环境实现污水的循环利用,采出的油田污水经处理后,会再次回注地下油藏用于驱替原油。

另一方面,油气成藏环境变差导致剩余油被圈闭在岩石孔隙中,形成不连续的油块,[1]在油珠的粘滞力和毛细管力作用下,仍约有50%以上的地层原油未采出。

磺酸盐表面活性剂是以石油及其馏份为原料,用磺化剂磺化,再用碱中和而制成的一种阴离子表面活性剂,与其他类型的表面活性剂相比,因其原料来自石油馏分,与原油相似相溶,可剥蚀水流通道中吸附在岩石颗粒表面的残余油,并扩散到油水界面膜内,解除水锁,[2]减少水流通道的流动阻力,降低油水界面张力,将滞留地层的残余油\强洗\出来。

1 临界胶束浓度临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂产品的性能评价指标之一,主要用于表面活性剂筛选和多种表面活性剂复配后协同效应的评价。

当表面活性剂浓度达到饱和时,其分子不能继续在界面吸附富集,在分子的两亲结构作用下,疏水基竭力使其分子逃离水环境,从而在溶液内部自聚成内核,亲水基则朝外与水接触,伸向水中,这两种倾向平衡的结果,使表面活性剂形成简单的胶团,开始形成胶团时表面活性剂的浓度,即为临界胶束浓度,简称CMC。

在临界胶束浓度,溶液的表面张力降至最[3,4]低值,此时再提高表面活性剂浓度,溶液表面张力值也不会下降。

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定【目的要求】1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法;2.设定两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC;3.培养学生用不同方法对同一问题进行研究的能力。

【设计提示】凡能显著改变体系表面(或界面)性质的物质都称为表面活性剂。

这一类分子既含有亲油的足够长的(大于10 个碳原子)烷基,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,可分为三类:1、阴离子型表面活性剂:如羥酸盐(肥皂,C17H35COONa),烷基硫酸盐(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)2Cl)。

3、非离子型表面活性剂:如聚氧乙烯类(R-O-(CH2CH2O)n H)。

由于表面活性剂分子具有双亲结构,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,浓度再增加,表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附,这时为了降低体系的能量,活性剂分子会相互聚集,形成胶束。

开始明显形成胶束的浓度称为临界胶束浓度,以CMC(critical micelle concentration)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。

这个现象是测定CMC 的试验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。

临界胶束浓度CMC可看作是表面活性剂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。

临界胶束浓度还是使含有表面活性剂水溶液的性质发生显著变化的一个“分水岭”。

表面活性剂临界胶束浓度的测定-电导法

表面活性剂临界胶束浓度的测定-电导法

It is a source of sustainable, sustainable and eco-sustainable
It is a source of sustainable, sustainable and eco-sustainable рам
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深入研究影响实验结果的各种因素,如温度、离 子强度等,以优化实验条件,提高测定准确度。
03 深入研究机理
深入探究表面活性剂形成胶束的机理以及电导性 变化的原因,有助于更全面地理解表面活性剂的 聚集行为和性质。
THANKS
感谢观看
理论价值
本实验方法可为相关领域的研究提供一种有效的测定手段,有助于推动表面活性 剂相关理论的发展和完善。此外,本实验结果还可以为其他研究提供参考和借鉴 ,促进相关领域的进步。
对未来研究的建议
01 拓展应用范围
进一步探究电导法在测定其他类型表面活性剂临 界胶束浓度的应用,以扩大该方法的应用范围。
02 优化实验条件
分析实验结果
根据实验结果,分析表面活性剂的临 界胶束浓度与电导率之间的关系,并 得出结论。
04
结果与讨论
实验结果
实验数据
通过电导法测定了不同表面活性剂的 临界胶束浓度,并记录了相应的电导 率数据。
数据整理
将实验数据整理成表格,列出各种表 面活性剂的临界胶束浓度和对应的电 导率。
结果分析
01
规律性分析
测量电导率
01 校准电导率计
在进行电导率测量之前,需要先对电导率计进行 校准,以确保测量结果的准确性。
02 测量不同浓度溶液的电导率

表面活性剂临界胶束浓度的测定(物化实验)

表面活性剂临界胶束浓度的测定(物化实验)


表面活性剂是指那些具有亲水亲油两亲结构,可明显降低系统的表面张力,并产生润湿、乳化、
验 去污、发泡、增溶等一系列作用的物质。在表面活性剂溶液中,当表面活性剂的浓度增大到一定值
原 时,表面活性剂将会发生缔合,形成胶束。形成胶束所需表面活性剂的最低浓度,称为该表面活性
理 剂的临界胶束浓度,以 cmc 表示。临界胶束浓度是表面活性剂的重要特性参数,表面活性剂表面活 性的一种量度,也是表面活性剂溶液性质发生突变的一个“分水岭”。在临界胶束浓度这个窄小的浓
仪 1.仪器 器 电导率仪,铂黑电极,100ml 容量瓶,移液管,烧杯; 试 2.试剂 剂 0.020mol/L C12H25SO4Na,电导水。 实 1.移取 0.020mol/L 十二烷基硫酸钠溶液于 100ml 容量瓶中,用电导水分别精确配置 0.002mol/L, 验 0.004mol/L, 0.006mol/L, 0.007mol/L, 0.008mol/L, 0.009mol/L, 0.010mol/L, 0.012mol/L, 0.014mol/L, 步 0.016mol/L,0.018mol/L, 0.020mol/L 的 C12H25SO4Na; 骤 2.标准电极常数校准;
表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告
学院: 学号: 实 验 名 称
化学化工学院 xxx
专业年级:
xxxx
姓 名:
xxx
表面活性剂临界胶束浓度的测定

2017.10.18
地点间指导 Nhomakorabea绩教

实 1.掌握电导法测定离子型表面活性剂临界胶束浓度的方法;
验 2.测定离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠溶液的临界胶束浓度; 目 3.了解表面活性剂临界胶束浓度的含义及其测定的几种方法,加深对表面活性剂性质的理解。 的

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

实验二十八表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定【目的要求】1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法;2.设定两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC;3.培养学生用不同方法对同一问题进行研究的能力。

【设计提示】凡能显著改变体系表面(或界面)性质的物质都称为表面活性剂。

这一类分子既含有亲油的足够长的(大于10 个碳原子)烷基,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,可分为三类:1、阴离子型表面活性剂:如羥酸盐(肥皂,C17H35COONa),烷基硫酸盐(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)2Cl)。

3、非离子型表面活性剂:如聚氧乙烯类(R-O-(CH2CH2O)n H)。

由于表面活性剂分子具有双亲结构,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,浓度再增加,表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附,这时为了降低体系的能量,活性剂分子会相互聚集,形成胶束。

开始明显形成胶束的浓度称为临界胶束浓度,以CMC(critical micelle concentration)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。

这个现象是测定CMC 的试验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。

临界胶束浓度CMC可看作是表面活性剂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。

临界胶束浓度还是使含有表面活性剂水溶液的性质发生显著变化的一个“分水岭”。

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的,通过实验测定不同表面活性剂的临界胶束浓度,了解其在溶液中形成胶束的特性。

实验原理,表面活性剂是一类分子既有亲水性又有疏水性的化合物,当其在溶液中浓度达到一定值时,分子间的相互作用会导致形成胶束结构。

临界胶束浓度即为表面活性剂在溶液中形成胶束所需的最低浓度。

实验仪器,脉冲固体微粒浓度分析仪、pH计、磁力搅拌器、分光光度计等。

实验步骤:1. 准备不同浓度的表面活性剂溶液,分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L。

2. 将样品放入脉冲固体微粒浓度分析仪中,通过测定固体微粒的浓度来确定临界胶束浓度。

3. 使用pH计测定溶液的pH值,以了解不同浓度下表面活性剂的溶解度和离子强度变化。

4. 利用磁力搅拌器将溶液均匀搅拌,并通过分光光度计观察溶液的吸光度变化,以确定临界胶束浓度。

实验结果:通过实验测定,得出不同浓度下的表面活性剂临界胶束浓度分别为0.25、0.28、0.32、0.36、0.42mol/L。

同时,观察到在临界胶束浓度附近,溶液的吸光度出现明显变化,表明胶束结构的形成。

实验分析:通过实验结果分析,可以得出不同表面活性剂在溶液中形成胶束的特性。

随着浓度的增加,临界胶束浓度逐渐增加,表明表面活性剂分子间的相互作用需要更高的浓度才能形成胶束结构。

同时,随着浓度的增加,溶液的吸光度也呈现出明显的变化,这与胶束结构的形成密切相关。

结论:通过本次实验,成功测定了不同表面活性剂的临界胶束浓度,并通过实验结果分析了其在溶液中形成胶束的特性。

这对于进一步研究表面活性剂的应用具有重要意义。

实验中可能存在的误差:1. 实验过程中可能受到温度、搅拌速度等因素的影响,导致实验结果的偏差。

2. 实验中使用的仪器可能存在测量误差,需要进行多次重复实验来验证结果的准确性。

改进方案:1. 在实验过程中控制好温度和搅拌速度,以减小外部因素对实验结果的影响。

2. 对实验结果进行多次重复测量,取平均值来减小测量误差。

表面活性剂的临界胶束浓度的测定

表面活性剂的临界胶束浓度的测定

物理化学实验( 物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学( 南通大学(Nantong University) University)
表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 CMC
七、思考题 若要知道所测定的临界胶束浓度是否准确,可用什 么方法验证? 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,可用什么方法来测定? 测定CMC还有哪些方法?
物理化学实验( 物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学( 南通大学(Nantong University) University)
表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 CMC
三、实验仪器与药品 电导率仪(附带电极一支) 容量瓶(100mL)12只 恒温水浴(1套) 十二烷基硫酸钠(分析纯) 氯化钾(分析纯) 蒸馏水
物理化学实验( 物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY)
南通大学( 南通大学(Nantong University) University)
表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 表面活性剂临界胶束浓度CMC的测定 CMC
五、数据记录及处理
(一)数据记录表
室温 浓度(mol·L-1) ℃ 电导率(µs·cm-1) 大气压 浓度(mol·L-1) MPa 电导率(µs·cm-1) 测定温度 浓度(mol·L-1) ℃ 电导率(µs·cm-1)
物理化学实验( 物理化学实验(EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY) 南通大学( 南通大学(Nantong University) University)

表面活性剂的临界胶束浓度的测定及其影响因素.doc

表面活性剂的临界胶束浓度的测定及其影响因素.doc

设计实验室温:26.3℃表大气压:101.27KPa 面活的指导老师:性临剂界胶束及浓其度影定响因素2010年5月22日表面活性剂的临界胶束浓度的测定及其影响因素摘要:表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用,成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。

表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂,其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

临界胶束浓度可体现表面活性剂的性能,本文通过测表面张力探求其临界胶束浓度。

关键字:表面活性剂物理化学应用临界胶束浓度表面张力引言:随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步,人们对表面活性剂的使用要求也越来越高,即温和,易生物降解和多功能性,强调使用安全,生态保护和提高效率。

可通过测其临界胶束浓度CMC来反映表面活性剂的性能。

临界胶束浓度CMC是表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)在25℃时呈白色或浅黄色凝胶状膏体,无异味,活性物含量(%) 68-72,游离油(%) ≤3.5,硫酸钠(%) ≤1.5,PH 值(25℃,2%样品水溶液) 7.0-9.5,色泽(klett,5%活性物水溶液) ≤30,临界胶束浓度约0.003 mol / L,易溶于水,具有优良的去污、乳化、发泡性能和抗硬水性能,温和的洗涤性质不会损伤皮肤;广泛应用于香波、浴液、餐具洗涤剂、复合皂等洗涤化妆用品;用于纺织工业润湿剂、清洁剂等。

本实验通过测其表面张力来找其临界胶束浓度;表面张力测定适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定,无机离子的存在也不影响测定结果,在表面活性剂浓度较低时,随着浓度的增加,溶液的表面张力急剧下降,当达到临界胶束浓度时,表面张力的下降则很缓慢或停止,以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图,曲线转折点相对应的浓度即为CMC。

在表面活性剂溶液中添加盐(含反电离子),使其临界胶束浓度下降;醇对表面活性剂临界胶束浓度的影响较复杂,但一般地随醇加入量增大而减小,其减小程度与醇的结构有关,对于脂肪醇来说,其减小表面活性剂临界胶束浓度的能力随碳氢键增加而增加,因为醇分子能穿入胶束形成混合胶束,减小表面活性剂离子间排斥力,同时由于醇分子的加入使体系的熵值增大,所以胶束易于形成和增大,是临界胶束浓度降低。

设计实验:表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

设计实验:表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定

设计实验:表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法。

2.设定两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC。

二、实验原理三、实验要求1.根据本实验提供的仪器与药品:表面张力测定仪;电导率仪;超级恒温槽;十二烷基硫酸钠(SDS)。

设计出2种以上测定CMC的实验方法,用这些方法测定表面活性剂的CMC。

2.确定表面活性剂溶液的浓度范围,写出实验操作步骤,并指出实验的注意事项。

3.采用多种数据处理方法确定CMC。

例如:在表面张力法的处理数据时,可以作σ-c曲线图,由转折点确定CMC;也可以由四个低浓度点和四个高浓度点分别作两条σ-lgc直线,由两线的交叉点确定CMC。

而在用电导法时,可以作κ-c曲线,也可以作Λm-c曲线。

指出转折点明显直观,误差小的数据处理方法。

4.对2种方法测得的数据进行比较,据此分析两种方法的优缺点。

5.实验报告必须打印,数据处理用Origin软件或用Microsoft Excel作图。

设计实验:表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定姓名庾翔;班级 0903班;学号 2009113020302 ; 分数1. 实验目的1.1 了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法。

1.2 设定两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC。

2. 实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。

当表面活性剂溶入极性很强的水中时,在低浓度是成分散状态,并且三三两两地把亲油集团靠拢而分散在水中,部分分子定向排列于液体表面,产生表面吸附现象。

当溶液表面吸附达到饱和后,进一步增加浓度时,表面活性剂分子会立刻自相缔合,即疏水亲油的集团相互靠拢,而亲水的极性基团与水接触,这样形成的缔合体称为胶束。

以胶束形式存在与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,CMC)。

表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定及温度对其的影响

表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定及温度对其的影响

设计实验:表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一.实验目的1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用的测定方法。

2.设计两种实验方法测定表面活性剂溶液的CMC。

3.探究不同因素对CMC的影响。

二. 实验原理表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度(critical micelle concentration CMC)表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构,亲水基团使分子有进入水中的趋势,而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移,有逃逸水相的倾向。

这两种倾向平衡的结果使表面活性剂在水表富集,亲水基伸向水中,憎水基伸向空气,其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖,从而导致水的表面张力下降。

表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层,当表面吸附达到饱和时,表面活性剂分子不能在表面继续富集,而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃离水环境,于是表面活性剂分子则在溶液内部自聚,即疏水基聚集在一起形成内核,亲水基朝外与水接触形成外壳,组成最简单的胶团。

而开始形成胶团时的表面活性剂的浓度称之为临界胶束浓度,简称CMC。

当溶液达到临界胶束浓度时,溶液的表面张力降至最低值,此时再提高表面活性剂浓度,溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团,此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力,用CMC表示。

表面活性剂分子浓度增加, 其结构会从单分子转变为球状、棒状和层状胶束. 通常认为形成球形胶束时的浓度为第一临界胶束浓度(CMC), 球形胶束转变为棒状胶束时的浓度为第二临界胶束浓度. 在达到第一CMC的狭窄范围内, 表面活性剂的许多物理化学性质都会发生变化, 如表面张力、密度、折射率、粘度、渗透压和光散射强度等。

临界胶束浓度的测定法(1) 电导法电导法是测定表面活性剂各种浓度溶液的电导,算出其电导率或当量电导,然后作电导率或当量电导对浓度的关系曲线,对应曲线上转折点的浓度即为该表面活性剂溶液的临界胶束浓度。

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油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度的影响
周华,方新湘,聂春梅,白云
(克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院,新疆克拉玛依,834000)
摘要:针对油田开采中后期大量污水产生,油气成藏环境变差导致驱油率降低的现状,在实验室以表面张力法测定磺酸盐表面活性剂临界胶束浓度,根据CMC形成机理,考查了磺酸盐表面活性
剂临界胶束形成前后,对应表面张力测定值的变化,通过油田污水对磺酸盐表面活性剂临界胶
束浓度的影响实验及结果讨论,得到一些规律,为磺酸盐表面活性剂在复合驱技术中的更好应
用提供理论依据。

关键词:油田污水;表面活性剂;临界胶束浓度
随着开采中后期原油产量的递减,地面水侵作用导致油田进入高含水期,产生大量污水,为保护环境实现污水的循环利用,采出的油田污水经处理后,会再次回注地下油藏用于驱替原油。

另一方面,油气成藏环境变差导致剩余油被圈闭在岩石孔隙中,形成不连续的油块,在油珠的粘滞力和毛细管力作用下,仍约有50%以上的地层原油未采出[1]。

磺酸盐表面活性剂是以石油及其馏份为原料,用磺化剂磺化,再用碱中和而制成的一种阴离子表面活性剂,与其他类型的表面活性剂相比,因其原料来自石油馏分,与原油相似相溶,可剥蚀水流通道中吸附在岩石颗粒表面的残余油,并扩散到油水界面膜内,解除水锁,减少水流通道的流动阻力,降低油水界面张力,将滞留地层的残余油"强洗"出来[2]。

1 临界胶束浓度
临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂产品的性能评价指标之一,主要用于表面活性剂筛选和多种表面活性剂复配后协同效应的评价。

当表面活性剂浓度达到饱和时,其分子不能继续在界面吸附富集,在分子的两亲结构作用下,疏水基竭力使其分子逃离水环境,从而在溶液内部自聚成内核,亲水基则朝外与水接触,伸向水中,这两种倾向平衡的结果,使表面活性剂形成简单的胶团,开始形成胶团时表面活性剂的浓度,即为临界胶束浓度,简称CMC。

在临界胶束浓度,溶液的表面张力降至最低值,此时再提高表面活性剂浓度,溶液表面张力值也不会下降[3,4]。

2 实验部分
2.1 试剂与仪器
试剂:磺酸盐表面活性剂,油田污水,纯水(蒸馏水)
仪器:DCAT表面张力仪(北京东方德菲仪器有限公司),赛多利斯BS224S电子天平(上海仪展衡器有限公司),KDM型调温电热套(山东省鄄城永兴仪器厂)。

2.2 仪器准确性测定
样品测试前需对表面张力仪准确性进行标定,以确保实验数据的准确。

在293 K下水的表面张力为72.75×10-3 mN·m-1,测定纯水的表面张力与标准值比对,实验数据见表1。

表1 仪器准确度测定
数据源表面张力/(mN·m-1)温度/℃
实测值72.352 25
标准值72.75 25
由表1可见,DCAT表面张力仪测定表面张力精度较高,扣除纯水的精制深度、系统误差和偶然误差等影响,该仪器满足实验要求。

2.3 实验参数确定
采用表面张力法测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)时,为保证实验数据的准确性,需根据表面活性剂的性能确定测定参数,否则实验数据可能产生严重误差,误导表面活性剂的研发。

复合驱用表面活性剂属单一体的阴离子磺酸盐类表面活性剂,表面张力的大小与温度和界面两相物质的性质有关。

油田污水采出温度为40~60℃,处理后为常温,分别测定2个样品在25~50℃温度下的CMC值,以考查温度对CMC值的影响,结果见表2。

表2 同不温度下的CMC值
温度/℃
CMC/(mg·L-1)
1 2
25 6.49 21.47
30 6.52 21.50
35 6.55 21.55
40 6.58 21.62
50 6.61 21.68
由表2可见,随着温度的上升,样品CMC值呈微弱的上升趋势。

这可能是温度的升高会破坏疏水基周围的水结构,影响胶束的聚集形成,使胶束的稳定性减小,CMC值上升[2]。

实验用磺酸盐表面活性剂6个样品活性物含量22%~38%,测定时配制成100 ug/g水溶液。

最终确定测定第一点浓度:0 ug/g,测定终点浓度:25 ug/g,测定次数:30次,数学方法:线性,搅拌速度:1 mm/s,表面张力系统警戒值:8 mg ,浸入深度最大值:3 mm,实验温度:25 ℃。

3 结果与讨论
3.1 CMC值测定
按磺酸盐活性物含量计算样品用量,准确称取样品于洗净干燥的烧杯中,加入纯水恒温搅拌溶解样品后,用容量瓶定容至浓度100 ug/g。

测定时,DCAT表面张力仪自动精确滴加成一定浓度梯度的溶液,并按从高到低顺序测定。

依据DCAT表面张力仪中表面张力白金板法程序设定进行测定,测定第一点为不加表面活性剂时表面张力(即纯水的表面张力),以此判断仪器系统试验是否受到污染和实验数据的准确性。

每个样品测定CMC两次,实验数据误差满足实验精度要求既认定数据准确,取平均值为最终测定结果,以表面张力对表面活性剂的对数作图,曲线转折点相对应的浓度即为CMC,6个样品测定结果见图1。

(横坐标:浓度/(mg·L-1) 纵坐标:表面张力/(mN·m-1)
图1 纯水配制石油磺酸盐表活剂CMC曲线
由样品纯水体系CMC测定结果可知,CMC在6~22 mg/L之间,测定磺酸盐表性剂6个样品中1#最小CMC为6.47 mg/L,5#最大CMC为21.45 mg/L 。

3.2 水质对CMC值测定的影响
实验用油田污水,来源于克拉玛依油田69泵站,污水中主要含有原油、固体悬浮物、细菌以及大量的无机盐,主要理化指标分析见表3:
表3 油田污水理化指标
含油量
/(mg.L-1)
矿化度
/(mg.L-1)
pH值SRB
/(个·mL-1)
COD/
(mg·L-1)
表面张力
(mN·m-1)
1 200 4 300.64 8.6
2 102350 54.39
用离心除油后的油田污水,配制相同浓度磺酸盐表活剂样品6个,仪器自动按从高到低顺序测定CMC值,与纯水配制样品CMC结果对比见图2。

图2 石油磺酸盐表活剂CMC对比图
测定结果显示,所有油田污水的CMC均小于纯水CMC,二者CMC相差3~10 mg/L,平均相差7.304 8mg/L。

分析原因是地下采出的污水属于矿化度很高的“盐水”。

当表面活性剂中的无机盐浓度的增加,会影响表面活性剂离子胶束的扩散双电层结构,使双电层平均厚度变薄,更容易吸附于表面,导致溶液的CMC下降,表面活性得到提高[5]。

4 结论
磺酸盐表面活性剂的CMC测定结果显示,采用油田污水配制磺酸盐表面活性剂,其CMC 值会下降,表面活性得到提高。

复合驱技术现场应用条件苛刻,单一表面活性剂效果欠佳,需要多剂协同复配,采用表面张力法测定磺酸盐表面活性剂CMC,可快速确定复配时表面活性剂的浓度,提高评选超低界面张力的表面活性剂的实验效率,为磺酸盐表面活性剂在复合驱技术中的更好应用提供理论依。

参考文献:
[1] 李建江.表面活性剂辅助稠油开采新技术[J].新疆石油科技1999,9(4):21-24.
[2] 史俊.克拉玛依炼厂石油磺酸盐组成分析及表面活性研究[J].石油与天然气化工2000,29(5):
247-249.
[3] 赵喆,王齐放. 表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究进展[J].实用药物与临床,2010(2):141-143.
[4] 曲景奎.表面活性剂驱油体系中效率与效能定义的应用[J].化工科技2004,12(1):1-4.
[5] 任永忠,陈素宁.油田外排污水处理技术及研究进展[J].安全与环境工程2011,3(1):45-50.
收稿日期:2017-03-24
作者简介:周华,女,工程师,2002年毕业于华东石油学院石油加工专业,现从事炼油化工和石油微生物研究工作。

Effect of Oilfield Sewage on Critical Micelle Concentration
of Sulfonate Surfactant
Zhou hua Fang xinxiang Nie chunmei Bai yun
(Petroleum refining and Chemical Research Institute of Karamay Petrochemical Co.
Ltd. Karamay Xinjiang 834000)
Abstract:In this paper, the critical micelle concentration of surfactant was measured by surface tension method. And the influence of oilfield sewage on the
critical micelle concentration of sulfonate surfactant was studied. Besides,
experiments were carried out to obtain some regularity, which provides a
theoretical basis for the better application of sulfonate surfactant in
compound flooding technology.
Key word: Oilfield sewage;Surfactant;Critical micelle concentration。

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