大学物理化学实验报告电导法测定水溶性表面活性剂临界胶束浓度.doc

PAGE \* MERGEFORMAT- 5 - 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 2014.6.26 班级11应化2 姓名李 阳 学号1131222 成绩 一、目的和要求 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 掌握电导率仪的使用方法 ； 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 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)； 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 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 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 了解和熟悉DDS-6700型电导率仪的构造和使用注意事项; 用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液； 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； 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0.020 mol·L-1的溶液各100ml； 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℃。 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，各溶液测定前必须恒温10min，每个溶液的电导率读数3次，取平均值。 列表记录各溶液对应的电导率或摩尔电导率。 五、原始数据 T=25℃ P=101.1 kPa 浓度/mol?L-1 G1/ms G2/ms G3/ms G平均/ms 0.002 0.230 0.231 0.231 0.231 0.004 0.415 0.416 0.416 0.416 0.006 0.597 0.597 0.597 0.597 0.007 0.719 0.719 0.719 0.719 0.008 0.782 0.781 0.781 0.781 0.009 0.859 0.859 0.858 0.858 0.010 0.940 0.940 0.939 0.940 0.012 1.113 1.113 1.112 1.113 0.014 1.281 1.282 1.281 1.281 0.016 1.428 1.428 1.427 1.428 0.018 1.608 1.607 1.608 1.608 0.020 1.733 1.733 1.734 1.733 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Origin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。 图（二） 解得 CMC[十二烷基硫酸钠,25℃] = 8.226×10-3 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 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。 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