表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定.docx

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1、表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定姓名；班级；学号;分数1实验目的1.1 了解表面活性剂溶液临界胶束浓度(CMC)的定义及常用测定方法。1.2 设定两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMCo2实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。当表面活性剂溶入极性很强的 水中时，在低浓度是成分散状态，并且三三两两地把亲油集团靠拢而分散在水中，部分分 子定向排列于液体表面，产生表面吸附现象。当溶液表面吸附达到饱和后，进一步增加浓 度时，表面活性剂分子会立刻自相缔合，即疏水亲油的集团相互靠拢，而亲水的极性基团 与水接触，这样形成的缔合体称为胶束。以胶束形式存在与水中的表面活性物质是比较稳 定的

2、，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 ConcentrationzCMOo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，光学性质等与浓度的关系曲线出现明显的转折，这种现象是测 定CMC的实验依据，也是表面活性剂的个重要特征。烬叁wg窸她3 .仪器和试剂表面张力测定仪；电导率仪；超级恒温槽：十二烷基硫酸钠(SDS)4 .实验方法表1实验中SDS水溶液的浓度序号0123456789浓度mol L1水0.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.024.1 最大气泡法及原

3、理：4.1.1 原理表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在cmc处同样出现转折。测定液体表面张力 的方法很多,本实验用最大气泡压力法。这一方法是将毛细管刚好与待测溶液面接触，在毛 细管内加压，管端将在液体内形成一气泡、压力大到一定值时管端气泡破裂吹出，压力突然 下降。根据LaPlaCe方程,最大压力差APMax与液体表面张力。及毛细管半径r有下述关系PMax=2 /r =k O用同一根毛细管半径r值一定,APMax与。成正比，所以已知水的表面张力，通过测定APMax 水，可求出k=PMa/ 4CO再测得不同浓度SDS水溶液的APMax,求得对应的。，通过。 对表面活性剂的浓度C作图，由曲线的转

4、折点来确定CMC值。或通过由四个低浓度点和 四个高浓度点分别作两条。一IgC直线，由两线的交叉点确定CMC4.1.2 步骤调节恒温水浴至25测定毛细管常数将测定管、毛细管洗净，在测定管中注入蒸储水，试管内液面刚好与毛细管管口相 切，慢慢打开抽气瓶活塞，使气泡速率稳定，此时数字式微压差测量仪的最大读数约在 700800Pa之间，读取最大值三次，取平均值。测定SDS水溶液的表面张力根据上述步骤分别测定1-9号不同浓度SDS水溶液，从稀到浓依次进行。每次测量 前必须用少量被测液洗涤测定管，尤其是毛细管部分，同时要保证前四组的APMax递 减，后四组递增，总体呈现先减后增的趋势，如哪一组出现异常，则关

5、掉抽气瓶活塞，重 测（不用换溶液）直到数据正常。4.1.3实验数据记录及处理：温度T=I5. OeC大气压P=IOl4. 6hPa浓度 C(molL)IgC压强差/Pa表面张力 O (Nm)PlP2P3P0. 002-2. 6995125155165140. 059780. 004-2. 3984024034044030. 046840. 006-2. 2223893913913900. 045370. 008-2. 0973913923863900. 045290.010-2. 0003243253273250. 037810.012-1.9213313323353330. 038670.0

6、14-1.8543713753703720. 043240.016-1. 7964264284304280. 049750. 020-1. 6994644684664660. 05416O. 06500O. 06000O. 05500O. 05000O. 04500O. 04000O. 03500O. 03000O0.0050.010.0150.020.025浓度 c(molL)。-Igcffl表面张力O结论：通过C-O曲线图，由曲线的转折点确定CMC的值为0.01033 mol -L-1。由四个 低浓度点和四个高浓度点分别作两条oIgc直线，由两线的交叉点确定CMC值为0.01092 mol

7、 L h 理论上20： CMC=O.012 mol LF 25 ： CMC=O.0098 mol LZ 所以在 实验温度下，CMC应小于0.012 molLL我们通过o-c曲线图得到的数据却大于0.012 molL4,但偏差不是很大。而。一IgC宜线图得到的数据去与理论值相差很大，可见本次 实验用。一c曲线图更准确。但在实验中由于仪器和个人的因素我们得到的数据误差比较 大，可能无法准确的比较两种方法的优越性。4.1.4注意事项每次测定前测定管、毛细管都需润洗，且毛细管要洁净，里面不能被气泡堵住，也 不可有污物，否则影响出气泡。气泡要缓慢均匀的形成，否则造成口变大带来误差。若溶液未测时气泡太多，

8、可加一滴消泡剂，切不可多加，否则影响表面张力。测定时毛细管口与液面相切。测完后测定管和毛细管应洗净。4.2电导法及原理：4.2.1 原理离子型表面活性剂由于CMC附近溶液结构的变化导致其电导率发生突变，则通过电 导率仪测定不同SDS水溶液的电导率，做出电导率与浓度的关系图，或摩尔电导率对浓度 作图，其转折点即为临界胶束浓度。4.2.2 步骤开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min,调节恒温水槽温度至25Co测定SDS水溶液的电导率将电导率仪上相对应的温度设为25,设置好电导池常数，调零。用电导率仪从稀到 浓分别测定19号溶液的电导率，用后个溶液荡洗存放前溶液的容器和电极3次。各 溶液测前必须

9、恒温Iomim测定前，电极放在待测溶液中校正后再测。每号溶液的电导率 读数2次，取平均值。4.2.3实验数据记录及处理:序号123456789浓度C0.0020.0040.0060.0080.0100.0120.0140.0160.020电导率K0.1490.2920.4130.4840.5910.6700.7330.8580.9350.1500.2920.4150.4840.5900.6690.7320.8560.9360.1500.2930.4150.4840.5920.6700.7340.8560.938K平均0.1500.2920.4140.4840.5910.6700.7330.85

10、70.936A平均74.83373.08369.05660.50059.10055.80652.35753.54246.817r11.0结论：作K-C曲线得到的临界胶束浓度为0.0115 molLl,通过作Am-C曲线得到的临界胶 束浓度为0.0135molL-l,与理论值都相差比较大。但实际图上转折点都不明显，只是一个 估计的数值。4.2.1注意事项待测溶液要恒温Iomin；装液容器要干净、干燥，用后 个溶液荡洗存放前溶液的容器和电极3次；测定前，电极放在待测溶液中校正后再测。5 .结果与讨论俩种方法的比较）最大气泡法-c曲线图得到CMC=0.01033molL-I , Igc直线得到 CM

11、C=0.01092molL-IO 电导法作 c 曲线得到 CMC=O.0115molL-l,作 Amc 曲线 得到CMC=O.0135molL-l,比较两种方法可以知道最大泡得到的转折点比较明显，而电 导法的转折点不明显，但电导法的实验操作比较简单，而且只要操作规范，人为误差比较 小。在本次实验中我们测得的数据误差都很大，可以说是实验是失败了，在最大泡法中蒸 储水的最大压差为500多Pa与理论值700-800Pa相差很大，加入的消泡剂也比较多，影响 表面张力。测电导时溶液也没有恒温溶液IOmin。6 .参考文献1 .物理化学实验（第三版，复旦大学等编 庄继华等修订）；2 .物理化学（第五版）下册，南京大学化学化工学院傅献彩沈文霞姚天扬侯文 华编。3 .文献值：20： CMC=0.012 molL-I： 25C ： CMC=0.0098 mol L-I：30： CMC=0.0087 molL-Io