电导法测定临界胶团浓度.doc

实验五十四电导法测定临界胶团浓度
【实验目的】
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【实验原理】
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(critical micelle concentration),简称CMC。CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。因为CMC越小,则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低,达到表面饱和吸附的浓度越低。也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。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,如图1所示。因此,通过测定溶液的某些物理性质的变化,可以测定CMC。
图1 十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系
这个特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明,当表面活性剂溶于水中后,不但定向地吸附在溶液表面,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。表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子,有可能采取的两种途径:一是把亲水基留在水中,亲油基伸向油相或空气;二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起,以减少亲油基与水的接触面积。前者就是表面活性剂分子吸附在界面上,其结果是降低界面张力,形成定向排列的单分子膜,后者就形成了胶束。由于胶束的亲水基方向朝外,与水分子相互吸引,使表面活性剂能稳定溶于水中。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长,球形胶束可能转变成棒形胶束,以至层状胶束,如图1所示。后者可用来制作液晶,它具有各向异性的性质。
本实验利用DDSJ-308A型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值(也可换算成摩尔电导率),并作电导值(或摩尔电导率)与浓度的关系图,从图中的转折点求得临界胶束浓度。
【仪器与试剂】
仪器:电导率仪,超级恒温槽,铂黑电导电极,磁力加热搅拌器,容量瓶,烧杯,移液管
试剂:十二烷基硫酸钠溶液,蒸馏水
【实验步骤】
mol/l, mol/l, mol/l, mol/l,. mol/l, mol/l, mol/l, mol/l的十二烷基硫酸钠溶液各50ml.
,预热。接通超级恒温槽电源,调节温度至40度,将待测液置于恒