表面活性剂溶液中的状态和性质

n－C16H33(OC2H4)xOH
25
-5.9
+0.024
3、电解质
在水溶液中电解质使CMC降低
阴离子型与阳离子型﹥两性型﹥非离子型 对于阴离子型与阳离子型表面活性剂来说，下列方程式 可说明电解质浓度的影响：
logCMC = －alogCi + b
a及b是常数(1-1型a=0.4-0.6) ；Ci是总的反离子浓度，mol/L
十二烷基氯化铵
十二烷基三甲基氯化铵 十二烷基三甲基溴化铵
25
25 25
1.47
2.03 1.56
非离子型聚氧乙烯醇类及烷基酚类，在水介质中的CMC
和分子中氧乙烯单元数的关系：
logCMC = A'＋B'R
表面活性剂系列 n－C12H25(OC2H4)xOH n－C12H23(OC2H4)xOH P－叔－C8H17C6H4(OC2H4)xOH C9H19C6H4(OC2H4)xOH 温度（℃） 23 55 25 25 A' -4.4 -4.8 -3.8 -4.3 B' +0.046 +0.013 +0.029 +0.020
（2）亲水基
离子型表面活性剂CMC > 非离子型表面活性剂CMC 离子型表面活性剂一般其极性基的极性越小，则CMC越 小。比如具有相同k的羧酸盐、磺酸盐和硫酸酯盐的CMC 是依次降低的。
表面活性剂 十二烷基硫酸钠 十二烷基磺酸钠 十二烷基酸钾 温度（℃） 25 25 25 CMC×102（M） 0.83 1.24 2.78
4、离子型表面活性剂水溶液中添加中性电解质，会使聚集
数增加。 5、升温导致离子型表面活性剂水溶液聚集数下降少，但对 聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，聚集数增加很多。 6、增溶作用通常会使胶束的聚集数增加，当胶束的增溶物 质的量增加时，聚集数继续增加，直至达到增溶极性限为 止。
一些表面活性剂胶束的聚集数
表面活性剂化学及应用
张 煊
东华大学化学化工与生物工程学院
第四章 表面活性剂的溶液性质
最早的表面活性剂肥皂
有“工业味精”之称。
第一节 引言
十二烷基硫酸钠水溶液的 物理化学性质随浓度变化
的关系。
第二节 胶束的结构和形状及聚集数
一、胶束的结构
离子型表面活性剂胶束
非离子型表面活性剂胶束
二．胶束的形状 二．胶束的形状
溶剂
H2O H2O H2O H2O 0.1mol/LNaCl（aq.） H2O H2O H2O H2O H2O C 6 H6 CCl4 CCl4 H2O H2O H2O
温度（℃）
23 23 23 23 20 25 20 20 20 20 30 30 30 18 30 40
聚集数
25 51 50 71 90 69～71 55 70 55 35 5±1 3±1 5±1 30 41 51
表4-2 一些表面活性剂的临界胶束浓度
表面活性剂 C12H25SO3Na C12H25SO4Na C12H25SO4Na C12H25SO4Na C12H25SO4Na C12H25SO4Na 溶剂 H2O H2O H2O H2O/环己烷 H2O/苯 3mol/L尿素 (aq.) CMC 温度 （℃） （mol/L） 25 25 40 25 25 25 1.24×10-2 8.2×10-3 8.6×10-3 7.4×10-3 6.0×10-3 9.0×10-3
4、有机添加剂
（1）第一类极性有机物——少量加入，CMC降低，而且，
碳链愈长，下降愈明显；
（2）第二类水结构调节剂——用量较大，主要通过与水的混
合改变水结构来影响CMC,特别对非离子型表面活性剂CMC
的影响更明显。 水结构破坏剂——尿素、N-甲基甲酰胺、胍盐等，CMC增 大； 水结构促进剂——木糖、果糖等，CMC降低； 低级醇和酯——乙醇：CMC表现为先降后升。
化合物
C8H17SO3-Na＋ (C8H17SO3-)2Mg2＋ C10H21SO4-Na＋ C12H25SO4-Na＋ C12H25SO4-Na＋ C10H21OCOCH2SO3Na C12H25N+(CH3)3BrC14H29N+(CH3)3Br－C14H29N+(C2H5)3BrC14H29N+(C4H9)3Brn-C8H17NH3+· C2H5COOn-C8H17NH3+· C2H5COOn-C8H17NH3+· C5H11COOn-C8H17O(C2H4O)6H n-C8H17O(C2H4O)6H n-C8H17O(C2H4O)6H
溶剂组成
纯水 10%乙醇 20%乙醇 30%乙醇
CMC（mol/L）
0.00722 0.00518 0.00722 0.0104
图4－6 水－乙醇混合溶剂中SDS的CMC
5、温度
温度对表面活性剂在水解质中的CMC的影响是有限的、
复杂的。 一般先随温度增加而下降，达到了最低值，继续上升 温度时数值又上升。 根据数据分析， 离子型表面活性剂最低CMC的温度～25℃； 聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的CMC随温度升高而单 调降低。
（4）浊度法
2、影响水溶液中临界胶束浓度值的因素
在水溶液中显著影响的CMC的因素是： （1）疏水基 直链离子型表面活性剂而言，每增加一个亚甲基可使CMC 下降一半。
对非离子型表面活性剂而言，每增加二个亚甲基可使CMC
下降至原值的十分之一。
logCMC = A－BN
之增加。
碳原子数 ﹤16
支化度增加或者极性基的位置向链中间移动时，CMC会随
三、聚集数大小n
1、离子型表面活性剂的聚集数n在50~60之间，而非离子型表 面活性剂的聚集数n≥400。
2、对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，若聚氧乙烯链长增加，
而碳氢链长不变时，则表面活性剂的胶束聚集数n减小。 3、表面活性剂与溶剂之间的不相似性越大，则聚集数越大。在 水溶液中，当表面活性剂的亲水性变弱时，胶束聚集数就大 为增加。
254～345 400 1400 4000 123
四、临界胶束浓度
离子型表面活性剂的CMC一般10-3~10-2M非离子表面活 性剂的CMC在10-3M以下 。 1、临界胶束浓度的测定 （1）表面张力法 （2）电导法
（3）染料法
阳离子性的频哪氰醇（底片红）色素， 在阴离子表面活性剂的CMC以下的溶 液中是红色，而在CMC以上的溶液中是蓝色.
n-C8H17O(C2H4O)6H
n-C12H25O(C2H4O)6H n-C12H25O(C2H4O)6H n-C12H25O(C2H4O)6H n-C12H25O(C2H4O)6H n-C12H25O(C2H4O)8H
H2O
H2O H2O H2O H2O H2O
60
20 25 35 45 25
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