1、電導法測定水溶性表面電導法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度活性劑的臨界膠束濃度 實驗目的實驗目的1. 1. 了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。2. 2. 掌握掌握DDS-11ADDS-11A型電導率儀的使用方法。型電導率儀的使用方法。3. 3. 用電導法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠用電導法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。束濃度。 實驗原理實驗原理 1.1.表面活性劑表面活性劑 能使水的表面張力明顯降低的物質稱為表面能使水的表面張力明顯降低的物質稱為表面活性劑。這類物質含有活性劑。這類物質含有親水（極性）基團親水（極性）基團和和親油親油（非極性）基團（非極

2、性）基團。表面活性劑表面活性劑離子型離子型陰離子型陰離子型如如CH3(CH2)11SO4Na 陽離子型陽離子型如如C12H25N (CH3)3Cl 非離子型非離子型 如聚氧乙烯類如聚氧乙烯類 R-O-(CHR-O-(CH2 2CHCH2 2O-)O-)n n-H -H 實驗原理實驗原理2. 2. 臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration) 表面活性劑進入水中表面活性劑進入水中, ,在低濃度時呈分子狀態分在低濃度時呈分子狀態分散在水中。當溶液濃度加大到一定程度時散在水中。當溶液濃度加大到一定程度時, ,許多表面許多表面活性劑的分子把親油基團靠攏而結合

3、成很大的集團，活性劑的分子把親油基團靠攏而結合成很大的集團，稱為稱為膠束膠束。 表面活性劑在水中形成膠束所需的最低濃度稱為表面活性劑在水中形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度臨界膠束濃度(critical micelle concentration),以以CMCCMC表表示。示。 實驗原理實驗原理圖圖1 1 膠束形成過程示意圖膠束形成過程示意圖實驗原理實驗原理 以膠束形式存在于水中的表面活性物質是以膠束形式存在于水中的表面活性物質是比較穩定的。比較穩定的。 隨著表面活性劑在溶液中濃度的增長，球隨著表面活性劑在溶液中濃度的增長，球星膠束還可能轉變成棒形膠束，以致層狀星膠束還可能轉變成棒形膠束，

4、以致層狀膠束。后者可用來制作液晶，它具有各向膠束。后者可用來制作液晶，它具有各向異性的性質。異性的性質。實驗原理實驗原理 3. 3. 臨界膠束濃度的測定臨界膠束濃度的測定 在在CMCCMC點上，由于溶液的結構改變導致其物理及點上，由于溶液的結構改變導致其物理及化學性質化學性質( (如表面張力、電導、滲透壓、濁度、光學如表面張力、電導、滲透壓、濁度、光學性質等性質等) )同濃度的關系曲線出現明顯的轉折同濃度的關系曲線出現明顯的轉折, ,如圖如圖2 2所所示。這個現象是測定示。這個現象是測定CMCCMC的實驗依據的實驗依據, ,也是表面活性也是表面活性劑的一個重要特征。劑的一個重要特征。實驗原理實

5、驗原理實驗原理實驗原理實驗原理實驗原理 濃度濃度/mol.L/mol.L-1-1圖圖2 252 25時十二烷基硫酸鈉水溶液的物理性質和濃度的關系時十二烷基硫酸鈉水溶液的物理性質和濃度的關系實驗原理實驗原理 本實驗利用本實驗利用DDS-11ADDS-11A型電導率儀測定不同濃度的型電導率儀測定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導率十二烷基硫酸鈉水溶液的電導率( (也可換算成摩爾也可換算成摩爾電導率電導率),),并作電導率并作電導率( (或摩爾電導率或摩爾電導率) )與濃度的關與濃度的關系圖系圖, ,從圖中的轉折點即可求得臨界膠束濃度從圖中的轉折點即可求得臨界膠束濃度( (參參見圖見圖3)3)。實

6、驗原理實驗原理實驗原理實驗原理圖圖3 3 十二烷基硫酸鈉水溶液電導率與濃度的關系十二烷基硫酸鈉水溶液電導率與濃度的關系 實驗原理實驗原理DDS-11ADDS-11A電導率儀一臺；電導率儀一臺；容量瓶容量瓶(50mL) 12(50mL) 12只；只；電導電極一支；電導電極一支；恒溫水浴一套（兩組共用）；恒溫水浴一套（兩組共用）；儀器：儀器：試劑：十二烷基硫酸鈉試劑：十二烷基硫酸鈉(0.100 mol/L)(0.100 mol/L) 實驗儀器試劑實驗儀器試劑1.1. 準確配制準確配制0.0020.002，0.0040.004，0.0060.006，0.0070.007，0.0080.008，0.0

7、090.009，0.0100.010，0.0120.012，0.0140.014，0.0160.016， 0.0180.018， 0.020 0.020 molmolL L-1-1的十二烷基硫酸鈉溶液各的十二烷基硫酸鈉溶液各50mL50mL。2.2. 開通電導率儀的電源預熱；開通電導率儀的電源預熱； 調節恒溫水浴溫度至調節恒溫水浴溫度至4040。實驗步驟實驗步驟3. 用用DDS-11A型電導率儀由稀到濃分別測定上型電導率儀由稀到濃分別測定上述各溶液的電導率值。用后一個溶液蕩洗存述各溶液的電導率值。用后一個溶液蕩洗存放前一個溶液的電導池三次以上，各溶液測放前一個溶液的電導池三次以上，各溶液測定前

8、必須恒溫定前必須恒溫10min，平行測定三次。，平行測定三次。4. 列表記錄各溶液對應的電導率值，也可換算列表記錄各溶液對應的電導率值，也可換算成摩爾電導率。成摩爾電導率。 實驗步驟實驗步驟數據記錄表數據記錄表濃度濃度/mol/molL L-1-1電導率電導率濃度濃度/mol/molL L-1-1電導率電導率數據記錄數據記錄1.1. 配制溶液時必須保證濃度的準確性。配制溶液時必須保證濃度的準確性。稀釋十二稀釋十二烷基硫酸鈉溶液時，應防止振搖猛烈，產生大烷基硫酸鈉溶液時，應防止振搖猛烈，產生大量氣泡影響測定；量氣泡影響測定；2.2. 測定水溶液電導時要按從稀到濃的順序來測。測定水溶液電導時要按從

9、稀到濃的順序來測。每次測定后，必須用下一個待測溶液充分蕩洗每次測定后，必須用下一個待測溶液充分蕩洗電極和燒杯，以免溶液濃度變化引起測定誤差；電極和燒杯，以免溶液濃度變化引起測定誤差；注意事項注意事項3. 3. 測定時測定時, , 可用電導電極攪拌溶液的同時測定電可用電導電極攪拌溶液的同時測定電導率導率, , 直至電導率不再變化后記錄數據；直至電導率不再變化后記錄數據；4. 4. 作圖時應分別對圖中轉折點前后的數據進行線性作圖時應分別對圖中轉折點前后的數據進行線性擬合，找出兩條直線，這兩條直線的相交點所擬合，找出兩條直線，這兩條直線的相交點所對應的濃度才是所求的水溶性表面活性劑的臨對應的濃度才是所求的水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度。界膠束濃度。注意事項注意事項1. 若要知道所測得的臨界膠束濃度是否準確，可若要知道所測得的臨界膠束濃度是否準確，可用什么實驗方法驗證之？用什么實驗方法驗證之？2. 非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨界膠束濃度