【2017年整理】实验十二电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度.doc

实验十二 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 【目的要求】 　　1、测定表面活性剂临界胶束浓度CMC，并加深对表面活性剂性质的理解。 　　2、了解测量CMC的各种实验方法。 【基本原理】 　　在表面活性剂的临界胶束浓度范围内，溶液的一些物理性质发生明显的变化，如表面张力、电导、摩尔电导、渗透压、去污能力等等。 　　对于一般电解质溶液，其导电能力由电导率L，即电阻的例数(1/R)来衡量．若所用电导管电极面积为a，电极间距为l， 用此管测定电解质溶液电导，则 　　　(1) 　　式中：是a＝1m：、l＝1m时的电导，称作比电导或电导率，其单位为Ωm；l/a称作电导管常数。电导率k和摩尔电导λm由下列关系 　　　(2) 　　λm为1mol电解质溶液的导电能力，Ｃ为电解质溶液的摩尔浓度。　　λm随电解质浓度而变，对强电解质的稀溶液 　　(3) 　　为浓度无限稀时的摩尔电导，A为常数。 　　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。　　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,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,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. 　　测定表面活性剂溶液的CMC有各种方法，表面张力法，电导法，染料法等。电导法是测定溶液的电导率，计算出相应的摩尔电导Λm，然后作K—C或Λm— 图，得相应的曲线，曲线上转折点对应的浓度即为CMC。一般CMC为一浓度范围，且随测量的方法不同而异。 　　电导法测定离子表面活性剂的CMC相当方便，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。　　本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率值,并作摩尔电导率与浓度的关系图,从图中的转折点求得临界胶束浓度. 【仪器和试剂】 　　 　　电导率仪；50 ml 酸式、碱式滴定管；50 ml 烧杯；250 ml烧杯 　　十二烷基硫酸钠（化学纯） 0.02 M　　二次电导水 【操作步骤】 　　1、配制0.02 M 200 ml 表面活性剂溶液，再配成表中的一系列浓度溶液。 　　2、置溶液于定温下（超级恒温槽35℃），测其电导率K。 　　３、吸取10ml的0.02 M十二烷基硫酸钠于100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水２、３、５、５、５、５、10、10、10、20ml,搅拌，分别测其电导率K。 【数据记录和处理】 1、将实验数据记录于下表： 　　0.02 M　十二烷基硫酸钠用量：10ml　　　　　　　　　　实验温度： 　　　　　　大气压： 　　　　　Pa 编 　　号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 加电导水量(ml) 0 2 3 5 5 5 5 10 10 10 20 C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 电导率K(s/m) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ∧m 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2、以K—C作图，求CMC；3、以∧m — 作图，求CMC；4、查文献值，计算误差，比较两种作法的准确性。 【思考讨论题】 　　1. 试说出电导法测定临界胶束浓度的原理。　　2. 实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？