临界胶束浓度(CMC)的测定

一、

实验目的之巴公井开创作

（1） 时间：二O二一年七月二十九日 （2）

（3）

掌握用电导法测定概况活性剂CMC的方法

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概况活性的重要量度之一.测定CMC,掌握影响CMC的因素对深入研究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暗示之.一般离子SAA的CMC年夜致在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的概况活性和SAA应用中的一个重要物理量.因为CMC越小,则暗示此种SAA形成胶束所需浓度越低,因此改变概况性质,起到润湿,乳化,增溶,起泡等作用所需的浓度也越低.

右图概况一典范的SAA水溶液的物理化学性质随C变动的关系. 可明显看出：在所有物理性质的变动中皆有一转折点.而此较转折点又都在一个不年夜的范围内；这就说明概况现象（概况张力及界面张力随浓度变动有转折点）.与内部性质（如当量电导、渗透压、以及去污浊度等）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,如同典范的无机盐一样,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,但达到一

时间：二O二一年七月二十九日

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定浓度后,呈现一转折点,直线逐渐变缓.

三、实验仪器、药品

仪器：电导率仪 （2支）

烧杯（100ml、7个） 温度计

容量瓶（250ml,7只）

药品：SAA（1631）、蒸馏水

四、实验步伐 1、 2、 将其在

25℃、30℃、35℃恒温→测定各溶液的电导率（由稀→

浓）→取3次丈量值的平均值

3、 作4、 由

K-C曲线

K-C曲线求分歧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、振荡时发生年夜量泡沫,具有优良的渗透、柔化、抗静电、生物降解性及杀菌消毒等功能.

用途：橡胶、硅油和沥青乳化剂、纤维的抗静电剂,护发素的调理剂、相转移催化剂、乳液起泡剂、概况活性剂

六、实验注意事项 1、 准确称取

1631药品,应用已洗净、干燥的烧杯,并编好号码；

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称取得物质质量应与各浓度对应,偏差不应太年夜.

2、 配制个溶液时,应先在烧杯中加入较少量的水将

1631溶解,后

移入容量瓶中定容

3、 恒温时,各温度段范围内偏差不应>0.5℃且丈量温度时最好用

同一支温度计且测定试样的温度为准.装试样的烧杯也应先洗净、干燥.

4、 数据应用

Origin软件处置,准确度较高.

5、 使用电导率仪时,应按使用说明使用,测分歧温度下的试剂,都

要牢记调节温度和常数.

6、 测电导率时,应从稀浓度试样依次测到高浓度试剂,可减少浓度

的影响,还可节约时间.

七、实验数据处置与分析 （一） 实验数据处置：

十六烷基三甲基溴化铵（1631）：M=364.446 g/mol

试样浓度计算结果见原始数据表；通过作K-C曲线（K为三次电导率测定的平均值）,如各温度下的K-C图可得：

（二） 实验数据分析 （1）

从实验数据和K-C图可看出,在所测得系列稀溶液中,电导率随1631的浓度增加而上升,但达到一定浓度（CMC）后,电导率上升的趋势逐渐变缓；同一浓度下,分歧温度时,电导率之

时间：二O二一年七月二十九日

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间没有明显规律.

（2）

从CMC-温度图中,可得.温度升高,CMC亦升高.

八、思考题

1、 或临界胶束浓度的方法还有哪些？对同一种

SAA,用分歧的方法

测出的CMC是否相同？为什么？

答：求CMC的方法还有：概况张力法、染料增溶法、光散射法等.、

对同一种SAA,用分歧的方法测出的CMC也不相同,因为SAA

的一些物理化学性质有胶束形成前后发生突变,可以借助此类变动来做SAA的CMC所在,可是分歧的物理性质和化学性质,对SAA浓度的变动的响应范围和灵敏度有所分歧,从而会招致用分歧方法测同一物质的CMC不相同.

2、 有些概况活性剂水溶液的浓度——电导率曲线转折点不明项,

如何求出CMC？

答：从数据和K-C图中可知,电导率随SAA的浓度增年夜而上升,但达到一定浓度后,（年夜致处于曲线的第4-5点之间）,直线逐渐变缓,即电导率上升的趋势变缓,可用Origin软件,作2,3,4三点连线的趋势延长线,和5,6,7三点连线的趋势延长线,两趋势延长直线的交点所对应的SAA浓度即为该SAA在该T下的CMC.

3、 概况活性剂在水溶液中为什么发生正吸收？

答：若溶质在溶液概况层的浓度年夜于其在溶液体内的浓度时,则称发生正吸附,也就是概况活性剂在溶液概况层聚集的现象——正

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吸附

因为SAA具有两亲结构（亲水基、疏水基）,当SAA溶解在水中时,SAA分子会现在水溶液的表层聚集,亲水亲朝向水溶液中,疏水基朝向空气,当SAA浓度较低时,SAA几乎完全集中在溶液表层形成单分子层,降低溶液概况层的概况张力,从而发生了正吸附

4、 临界胶束浓度与那些因素有关？

答：（1）结构因素：①碳链的长度,CMC随疏水基碳链的增长而降低,②支链的影响,当疏水基连结构有支链存在,CMC增年夜；③亲水基的种类：亲水基的急性增年夜,CMC也增年夜：-SO3Na,-SO4Na>-COONa,-PO4Na>-O-,-OH；亲水基多,CMC增年夜④极性基团的温志：极性基团越靠近C链中间位置,CMC越年夜,⑤混合SAA,由于分子间相互作用发生协同效应,其CMC较单一SAA的低

（3）

环境因素：①T：对离子型SAA,T升高,CMC升高,②反离子价数及极性③电解质,在离子型SAA中,加电解质,一方面有同离子效应,中和一部份电荷,另外降少水化率,使CMC下降,④长链有机物：加入长链的有机物（如醇、酰胺等）,能吸附在胶束多层,减少胶束化所需的功,减少离子在胶束中的斥力.⑤水结构改进剂：（如尿素、乙醇,甲酰胺等）,能破坏水结构,使CMC增年夜.

九、心得体会

1、 在实验中,烘干烧杯是为了减少因为少量水份对已配的溶液稀

释而引起的误差,因为此实验是通过测分歧浓度的SAA的电导

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率来求CMC；在测电导率K时,应从稀浓度依次测到高浓度溶液,其间电极不用洗净如润洗,因为从低到高浓度时低浓度液体对高浓度液体的稀释很少,可忽略不计,又可节约实验把持时间.

2、 同一温度下,1631

的浓度越年夜,K就越年夜,是因为浓度增年

夜了,电离出的离子就增多, 自然电导率就增年夜了；

从实验中CMC与T的关系是T升高CMC也增年夜,此结论与影响CMC的环境因素中温度一则是相一致的,温度升高了,分子运动加剧,开始时形成的胶束可能会被破坏,只有增加SAA浓度,才华形成更牢固的胶束,所以CMC也就较高温度时的年夜了.

时间：二O二一年七月二十九日 时间：二O二一年七月二十九日