电导法测定表面活性剂临界胶束浓度.ppt

10/27/2022电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度w2008级物理化学实验 2010年年4月月实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验目的实验目的1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。2.掌握电导仪的使用方法。掌握电导仪的使用方法。3.用电导法测定十二烷基苯磺酸钠（用电导法测定十二烷基苯磺酸钠（LAS）的临界胶束浓度。的临界胶束浓度。4.考察氯化钠浓度对考察氯化钠浓度对LAS临界胶束缚浓度的临界胶束缚浓度的影响。影响。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验原理实验原理 明明显显“两两亲亲”性性质质的的分分子子，即即含含有有亲亲油油的的足足够够长长的的(大大于于1012个个碳碳原原子子)烃烃基基，又又含含有有亲亲水水的的极极性性基基团团。由由这这一一类类分分子子组组成成的的物物质质称称为为表表面面活活性性剂剂，表表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的。表表面面活活性性剂剂进进入入水水中中，在在低低浓浓度度时时呈呈分分子子状状态态，并并且且三三三三两两两两地地把把亲亲油油基基团团靠靠拢拢而而分分散散在在水水中中。当当溶溶液液浓浓度度加加大大到到一一定定程程度度时时，许许多多表表面面活活性性物物质质的的分分子子立立刻刻结结合成很大的集团，形成合成很大的集团，形成”胶束胶束”。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验原理实验原理以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较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，以浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。表示。当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在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。油基与水的接触面积。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验原理实验原理 前前者者就就是是表表面面活活性性剂剂分分子子吸吸附附在在界界面面上上，其其结结果果是是降降低低界界面面张张力力,形形成成定定向向排排列列的的单单分分子子膜膜，后后者者就就形形成成了了胶胶束束。由由于于胶胶束束的的亲亲水水基基方方向向朝朝外外，与与水水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定溶于水中。分子相互吸引，使表面活性剂能稳定溶于水中。本本实实验验利利用用DDS-11A型型电电导导仪仪测测定定不不同同浓浓度度的的十十二二烷烷基基硫硫酸酸钠钠水水溶溶液液的的电电导导值值(也也可可换换算算成成摩摩尔尔电电导导率率)，并并作作电电导导值值(或或摩摩尔尔电电导导率率)与与浓浓度度的的关关系系图图，从图中的转折点求得临界胶束浓度。从图中的转折点求得临界胶束浓度。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题十二烷基磺酸钠水溶液的物理性质与十二烷基磺酸钠水溶液的物理性质与浓度关系图浓度关系图实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验实验原理原理1.电导电导(G)和电导率（和电导率（）描述描述导导体体导电导电能力的大小，常以能力的大小，常以电电阻的倒数表示阻的倒数表示。G=1/R，单单位是西位是西门门子子S。G=(A/l)或或 =(1/A)(1/R)称称为为电电导导率率或或比比电电导导(=1/),它它相相当当于于长长度度为为1m,截截面面积积为为1m2导导体的体的电导电导,其其单单位是位是Sm-1。对对于于确确定定的的电电导导池池来来说说,1/A是是常常数数,称称为为电电导导池池常常数数。电电导导池池常常数数可通可通过测过测定已知定已知电导电导率的率的电电解解质质溶液的溶液的电导电导(或或电电阻阻)来确定。来确定。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题2.摩尔电导摩尔电导1mol电电解解质质全部置于相距全部置于相距为为1m的两个的两个电电极之极之间间,溶液的溶液的电导电导称之称之为为摩摩尔尔电导电导,以以 m表示。表示。如溶液的如溶液的浓浓度以度以C表示表示,则电导则电导可以表示可以表示为为:m=/(1000C)式中式中 m的的单单位是位是Sm2mol-1;C的的单单位是位是moldm-3。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题仪器试剂仪器试剂电导率仪一台；电导率仪一台；容量瓶容量瓶(50mL)12只；只；电导电极一支；电导电极一支；仪器：仪器：试剂：试剂：十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠(分析纯分析纯)氯化钠氯化钠 实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验步骤实验步骤1.取取2g/L的的十十二二烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠溶溶液液10毫毫升升，测测定定其其电电导导。之之后后，每每次次加加入入5毫毫升升稀稀释释到到一一定定浓浓度度的的（氯氯化化钠钠稀稀释释1、2组组0.2g/L;3、4组组；5、6组组；7、8组组）氯氯化化钠钠溶溶液液进进行行稀稀释释并并测测定定电电导导，一一共稀释测定共稀释测定18次，至总体积次，至总体积100毫升。毫升。2.开通电导率仪的电源预热开通电导率仪的电源预热20min。3.列列表表记记录录各各溶溶液液对对应应的的电电导导，并并换换算算成成电电导导率或摩尔电导率。率或摩尔电导率。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题实验步骤实验步骤3.试验数据记录表试验数据记录表浓度浓度/molL-1电导率电导率浓度浓度/molL-1电导率电导率实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题数据记录与处理数据记录与处理w1.计算各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的计算各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率和摩尔电导率。电导率和摩尔电导率。w2.将数据列表，做将数据列表，做-c图与图与mc图，由曲图，由曲线转折点确定临界胶束浓度线转折点确定临界胶束浓度CMC值。值。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题思考题思考题1.若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？用什么实验方法验证之？2.溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡温度溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡温度和浓度有关系，其关系式为：和浓度有关系，其关系式为：试问试问如何如何测测出其出其热热效效应应H？实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题w表面活性剂的渗透，润湿，乳化，去污，分散，增溶和起泡作用等基本原理广泛应用于石油，煤炭，机械，化工，冶金，材料及轻工业，农业生产中，研究表面活性剂溶液的物理溶液化学性质（吸附）和内部性质（胶束形成）有着重要意义。而临界胶束浓度（CMC）可以作为表面活性剂的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面（界面）饱和吸附的浓度越低。因而改变表面性质起到润湿，乳化，增溶和起泡等作用所需的浓度越低，另外，临界胶束浓度又是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系中的CMC测定有关。实验目的实验原理仪器试剂实验步骤演 示注意事项思考题w测定CMC的方法很多，常用的有表面张力法，电导法，染料法，增溶作用法，光散射法等。这些方法，原理上都是从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。其中表面张力和电导法比较简便准确。表面张力法除了可求得CMC之外，还可以求出表面吸附等温线，此外还有一优点，就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂，其CMC的测定都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干扰，也适合非离子表面活性剂，电导法是经典方法，简便可靠。只限于离子性表面活性剂，此法对于有较高活性的表面活性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏度，因此配制溶液应该用电导水。