1、實(shí)驗(yàn)17電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度一、目的要求1.電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度2.了解表面活性劑的特性和膠束形成的原理3.掌握電導(dǎo)率儀的使用二、基本原則在水中形成膠束所需的表面活性劑的最小濃度稱為臨界膠束濃度，由CMC表示。在臨界膠束濃度點(diǎn)，物理和化學(xué)性質(zhì)(如表面張力、電導(dǎo)率、滲透壓、濁度、光學(xué)性質(zhì)等)之間的關(guān)系曲線。)并且溶液的濃度明顯變化，如圖1所示。這一現(xiàn)象是測定CMC的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也是表面活性劑的一個(gè)重要特征。表面活性劑在溶液中成為穩(wěn)定分子有兩種可能的方法：1 .在水中留下親水基團(tuán)，而親油基團(tuán)延伸到油相或空氣中；2.表面活性劑的親脂性基團(tuán)聚集在一起，以減少親脂性基

2、團(tuán)和水之間的接觸面積。前者是表面活性劑分子吸附在界面上，導(dǎo)致界面張力降低，形成排列有序的單分子膜，而后者形成膠束。由于膠束的親水基團(tuán)面向外并吸引水分子，表面活性劑可以穩(wěn)定地溶解在水中。在溶液中，具有長鏈烷基的表面活性劑離子和相應(yīng)的抗衡離子主要貢獻(xiàn)電導(dǎo)，而膠束貢獻(xiàn)很小。考慮到離子的貢獻(xiàn)，抗衡離子比表面活性劑離子大。當(dāng)溶液濃度達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，表面活性劑離子對(duì)電導(dǎo)的貢獻(xiàn)明顯降低，因?yàn)樗鼈冞B接成膠束，反離子固定在膠束表面。同時(shí)，由于膠束的電荷被反離子部分中和，電荷很小，大分子膠束對(duì)電導(dǎo)的貢獻(xiàn)很小，因此電導(dǎo)急劇下降。對(duì)于離子表面活性劑溶液，當(dāng)溶液濃度很低時(shí)，電導(dǎo)的變化規(guī)律與強(qiáng)電解質(zhì)相同，但當(dāng)溶液濃度

3、達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，隨著膠束的形成，電導(dǎo)率發(fā)生變化，摩爾電導(dǎo)急劇下降，這是電導(dǎo)法測定膠束濃度的基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)用電導(dǎo)率儀測量了不同濃度十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率值(或摩爾電導(dǎo)率)，并繪制了電導(dǎo)率值(或摩爾電導(dǎo)率)與濃度的關(guān)系曲線。臨界膠束濃度可以從圖中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)得到。三。實(shí)驗(yàn)步驟1.將恒溫水浴的溫度調(diào)節(jié)至252.將10毫升0.02摩爾-3十二烷基硫酸鈉溶液吸收到100毫升燒杯中，依次轉(zhuǎn)移到2毫升、3毫升、5毫升、5毫升、5毫升、5毫升、10毫升、10毫升和20毫升恒溫導(dǎo)電水中，分別攪拌并測量其電導(dǎo)率。每個(gè)溶液的電導(dǎo)被讀取三次并取平均值。3.列出并記錄每種溶液的相應(yīng)電導(dǎo)率，并將其轉(zhuǎn)換為電導(dǎo)率或摩爾電

4、導(dǎo)率。四.數(shù)據(jù)記錄和處理表1:環(huán)境條件溫度T/壓力P/hPa濕度/%實(shí)驗(yàn)前22.01020.074.0實(shí)驗(yàn)后22.41020.074.0表2:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄T=25項(xiàng)目1234567891011導(dǎo)電水量/毫升023555510101020c/moldm-30.020.01670.01330.010.0080.00670.00570.00440.00360.00320.0024K1/Sm-1920830710600540470420340282241190K2/Sm-1920820720600530470420340282241190K3/Sm-19208307106105304704203402

5、82241190k均值/Sm-1920827713603533470420340282241190由上表得出的電導(dǎo)率值(或摩爾電導(dǎo)率)與濃度之間的關(guān)系如下：從圖中可以看出兩條折線的交點(diǎn)32451x 27787=59943x 65.301X=7.7310-3 moldm-3即，CH3(CH2)11SO4Na的臨界膠束濃度為7.7310-3摩爾誤差分析：1.實(shí)驗(yàn)過程中，恒溫水浴溫度波動(dòng)。2.十二烷基硫酸鈉溶液和導(dǎo)電水的測量體積不夠準(zhǔn)確，混合攪拌不均勻會(huì)產(chǎn)生誤差。第五，思考考試問題1.溶解的表面活性劑分子和膠束之間的平衡與溫度和濃度有關(guān)，其關(guān)系可表示如下：如何測量其熱效應(yīng)答：準(zhǔn)確配制所需溶液，計(jì)算各濃度下的電導(dǎo)值，繪制電導(dǎo)值(或摩爾電導(dǎo)率)與濃度的折線圖，計(jì)算轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的臨界膠束濃度，即臨界膠束濃度。根據(jù)溶解的表面活性劑分子和膠束之間的平衡，溫度和濃度之間的關(guān)系，可以得到熱效應(yīng)值H。2.用這種實(shí)驗(yàn)方法能確定非離子