1、第二章 表面活性劑分析,第一節(jié) 概述,一、表面活性劑的特點(diǎn) 1.雙親媒性 從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，表面活性劑分子中應(yīng)同時(shí)具有親油性（憎水性）的碳?xì)滏I和親水性的官能團(tuán)。 2.溶解度 表面活性劑至少應(yīng)溶于液相中的一相。 3.界面吸咐 在達(dá)到平衡時(shí)，表面活性劑溶質(zhì)在介面上的濃度要大于溶質(zhì)在溶液整體的中的濃度。 4.界面定性 表面活性劑在界面上會(huì)定向排列成分子層。 5.當(dāng)表面活性劑溶質(zhì)的濃度達(dá)到一定時(shí)，會(huì)產(chǎn)生聚集而形成膠束，這種濃度的極限值稱(chēng)為臨界膠束濃度（critical micelle concentration,簡(jiǎn)稱(chēng)cmc）。 6.多功能性 表面活性劑的溶液通常具有多種復(fù)合的功能。如清洗、發(fā)泡、潤(rùn)濕、乳化

2、、增溶、分散等。,第一節(jié) 概述,二、表面活性劑的結(jié)構(gòu) 水溶性表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)都具有不對(duì)稱(chēng)性和極性的特點(diǎn)。分子中具有親水基和親油基，親油基也稱(chēng)為疏水基，其由長(zhǎng)鏈 組成的，鏈有長(zhǎng)有短，有的具有支鏈 或被雜原子 或球關(guān) 原子團(tuán) 所中斷，它一般可從石油產(chǎn)品中獲得。親水基則有羧基、磺酸基、硫酸脂基、醚基、氨基、羥基等。通常用符號(hào)表示如下： 表面活性劑 親水基 親油基,第一節(jié) 概述,三、表面活性劑的分類(lèi) 表面活性劑有很多種分類(lèi)方法，人們一般按照它的化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)分類(lèi)： 陽(yáng)離子型表面活性劑，如胺鹽：C18H37NH3+Cl- 兩性表面活性劑，如氨基酸型：R-NH-CH2-COOH 非離子型表面活性劑，如聚乙

3、二醇HOCH2CH2OCH2nCH2OH,第一節(jié) 概述,四、表面活性劑的親水-親油平衡（HLB）值 表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)其效率及有效值的影響： 表面活性劑的效率是指使水的表面張力明顯降低所需要的表面活性劑濃度。 表面活性劑的有效值則是指該表面活性劑能夠把水的表面張力可能降到的最小值。 當(dāng)憎水基團(tuán)鏈長(zhǎng)增加時(shí)，效率提高，但當(dāng)鏈長(zhǎng)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)，再增加鏈長(zhǎng)往往使表面活性劑的有效值降低。當(dāng)憎水基團(tuán)有支鏈或不飽和度增加時(shí)，效率降低，但有效值卻增加。當(dāng)兩親分子中的親水基團(tuán)由分子末端向憎水鏈中心位置移動(dòng)時(shí)，效率降低，有效值卻增加?？傊?，長(zhǎng)鏈而一端帶有親水基團(tuán)的表面活性劑，降低水表面張力的效率很高，但在有效值上比短鏈

4、的同系物或具有支鏈、或親水基團(tuán)在中央的同系物差得多。,第一節(jié) 概述,離子型表面活性劑由于親水基團(tuán)在水中電離而產(chǎn)生了靜電排斥力，所以效率不高，但其有效值也不高。 在低濃度區(qū)間，表面張力隨表面活性劑濃度的增加而急劇下降，以后逐漸平穩(wěn)。此外，表面活性劑的效率隨鏈長(zhǎng)的增加而增加，但長(zhǎng)鏈的有效值比短鏈的同系物低。,第一節(jié) 概述,當(dāng)離子型表面活性劑的濃度較低時(shí)，以單分子形式存在，由于它的兩親性質(zhì)，這些分子聚集在水的表面上，使空氣和水的接觸面減少，引起水的表面張力顯著降低（當(dāng)然也有一部分在水中的表面活性分子自相接觸，把憎水基團(tuán)靠在一起，開(kāi)始形成簡(jiǎn)單的膠束-micelle。當(dāng)溶解濃度逐漸增加時(shí)，不但表面上聚集

5、的表面活性劑增多而形成單分子層，而且溶液內(nèi)部表面活性劑分子也三三兩兩的互相聚集形成膠束。排列成憎水基向里，親水基向外的膠束。膠束可以是球狀、棒狀或?qū)訝睢＿@時(shí)的表面活性劑的濃度就相當(dāng)于上圖曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。形成膠束的最低濃度叫做臨界膠束濃度（CMC值）。繼續(xù)增加表面活性劑的濃度，超過(guò)了臨界膠束濃度后，由于表面已經(jīng)占滿(mǎn)，只能增加溶液中的膠束數(shù)量，即形成表面活性劑憎水基團(tuán)靠在一起的膠束。由于膠束不具有活性，表面張力不再下降。,第一節(jié) 概述,表面活性劑的種類(lèi)繁多，對(duì)于一定體系究竟采用哪種表面活性劑比較合適，效率最高，目前還缺乏理論指導(dǎo)。一般認(rèn)為，比較表面活性劑分子的親水基團(tuán)的親水性和親油基團(tuán)的親油性是一項(xiàng)

6、重要指標(biāo)，而它們可通過(guò)以下方法簡(jiǎn)單比較： 表面活性劑親水性親水基的親水性憎水基的憎水性 表面活性劑親水性親水基的親水性憎水基的憎水性 由于每一個(gè)表面活性劑分子都包含親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)兩部分。親水基的親水性代表表面活性物質(zhì)溶于水的能力，憎水基的憎水性代表溶油能力。,第一節(jié) 概述,由于憎水基的憎水性和親水性在大多數(shù)情況下不能用同樣的單位來(lái)衡量，所以較少用相減的方法，基于此，格里芬(Griffin)提出用HLB值（親油親水平衡）來(lái)表示表面活性劑的親水性。HLB是一個(gè)相對(duì)值，人們規(guī)定親油性強(qiáng)的石蠟的HLB值等于0；親水性強(qiáng)的聚乙二醇的HLB值等于20。以此為標(biāo)準(zhǔn)，定出其它表面活性劑的HLB值。HLB值

7、越小，表面活性劑的親油性越強(qiáng)，反之親水性越強(qiáng)。 表面活性劑的親水親油平衡值（Hydrophilic-Lipophilic-Balance,簡(jiǎn)稱(chēng)HLB）值本來(lái)是為選擇乳化劑而提出的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。Devis將HLB作為結(jié)構(gòu)因子的總和來(lái)處理，把表面活性劑結(jié)構(gòu)分解為一些基團(tuán)，每一基團(tuán)對(duì)HLB值均有確定的影響，可以從相關(guān)資料中查出各種基團(tuán)的HLB數(shù)值，稱(chēng)其為HLB基團(tuán)數(shù)。將各基團(tuán)數(shù)代入下式中，即可計(jì)算出表面活性劑的HLB值。,第一節(jié) 概述,HLB=7（親水基的基團(tuán)數(shù)）（親油基的基團(tuán)數(shù)） 對(duì)于一般的表面活性劑，其親油基為碳?xì)滏I，故（親油基的基團(tuán)數(shù)）要寫(xiě)為0.475m（m為親油基的碳原子數(shù)） 如果只為-（C

8、2H4O）-為親水基的非離子表面活性劑，則可用下列式子表示： HLB= （2-1） 式中 E-表面活性劑中環(huán)氧乙烷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 陰、陽(yáng)離子表面活性劑的HLB值在140之間，而非離子型表面活性劑的HLB在120之間。,第一節(jié) 概述,表2-1 一些HLB值,第一節(jié) 概述,五、表面活性劑分析試樣的制備 1.表面活性劑液體樣品的制備比較方便，通常在天平上精確稱(chēng)取一定量的試樣，置于容量瓶中，用蒸餾水至刻度，搖勻。 2.粉狀樣品要求在不改變改變組成的情況下，對(duì)樣品的數(shù)量進(jìn)行縮分，即分樣。通常采用的是旋轉(zhuǎn)式分樣器。（如圖）,第一節(jié) 概述,分樣方法如下： （1）所分樣品總量小于分樣品的容量 將8支100ml

9、接受瓶稱(chēng)重并進(jìn)行編號(hào)后，如圖進(jìn)行安裝。裝好加料斗，將樣品倒入。開(kāi)啟轉(zhuǎn)盤(pán)和振動(dòng)器，樣品由送料槽慢慢進(jìn)入漏斗。 （2）如樣品量較大，需要進(jìn)行幾次分樣。將接受瓶標(biāo)記后，每次取有標(biāo)記的接受瓶，混合即可。 （3）不能通過(guò)一次分樣得到所需要的量時(shí)，則將幾次分樣所取部分混合后再分樣。如試樣量為400g，第一次分樣后得50g，取兩只分析后得12.5g。 （4）試樣量最少不得少于10g。,第一節(jié) 概述,六、表面活性劑分析方法 1.表面活性劑的通用分析方法系指所用各類(lèi)表面活性劑都適用的分析方法，這些方法也是較為常規(guī)范化的分析項(xiàng)目。比如： 酸度、硬度、游離堿度或游離酸度的測(cè)定，碘值、皂化值的測(cè)定，表面張力、分散力、

10、乳化力的測(cè)定等。 2.表面活性劑產(chǎn)品技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 主要是限界分析。針對(duì)各類(lèi)表面活性劑的技術(shù)指標(biāo)作出產(chǎn)品合格與否的判定。 表面活性劑分析分別為合成洗滌劑常規(guī)分析、合成洗滌劑原料分析、合成洗滌劑生產(chǎn)控制分析、表面活性劑常規(guī)分析、表面活性劑基礎(chǔ)分析、表面活性劑結(jié)構(gòu)分析、表面活性劑分離分析、未知物分析和溶液配制。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,一、測(cè)定原理： 本方法用于測(cè)定表面活性劑的不飽和度。可以知道所測(cè)試表面活性劑所含不飽和酸類(lèi)、醇類(lèi)、胺類(lèi)、動(dòng)植物油脂類(lèi)的總體含量。 通常是用一定條件下，每100g樣品所吸收碘的質(zhì)量，以g（I2）/100g試樣表示。 試樣在溶劑中溶解后，加入韋氏試劑。經(jīng)過(guò)特定的反應(yīng)時(shí)間

11、，再加入碘化鉀溶液和水。用硫化硫酸鈉標(biāo)推溶液滴定析出的碘。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,二、試劑和溶液 1三氟甲烷； 2四氯化碳； 3碘； 4碘化鉀溶液 150g/l； 5鹽酸溶液 l+1溶液； 6碘酸鉀镕液 c(KIO3)0.04mol/L，將碘酸鉀在105110干燥1h然后稱(chēng)取2.140g碘酸鉀，精確至0.002g，并溶解于水中，稀釋至1L； 7.硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 ； 8.淀粉指示液 稱(chēng)0.5g淀粉和1g碘化汞，用少量水混合后加到100ml沸水中,煮沸3min。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,三、儀器和設(shè)備 1碘量瓶 250，500 ml； 2移液瞥 10，25Mml； 3滴定管 50 ml。,第二節(jié) 碘

12、值的測(cè)定,四、操作步驟 1韋氏試劑的制備 將19g一氯化碘溶解在1 L冰醋酸中，攪勻后置于棕色小口玻碘瓶?jī)?nèi)，在25以下保存。 2韋氏試劑中碘-氯比率的測(cè)定 （1）測(cè)定 取50ml鹽酸溶液和50ml四氯化碳放人500m1碘量瓶中，用干燥的移液管吸取25ml韋氏試劑，加到碘量瓶中，搖勻。用碘酸鉀溶液滴定紫色四氯化碳層中的游離碘，到無(wú)色為終點(diǎn)。另取一50m1碘量瓶，吸取25ml韋氏試劑放人其中，并立即加入150 m1水和15ml碘化鐘溶液。用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，用淀粉溶液作指示劑。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,（2）計(jì)算 碘-氯比率按式(101)計(jì)算。 = （2-2） 式中 V1測(cè)定-氯化碘中碘量時(shí)

13、所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml; c1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度，mol/L; V2測(cè)定游離碘時(shí)所用碘酸鉀溶液的體積; c2碘酸鉀溶液的實(shí)際濃度，mol/L。 碘-氯比率應(yīng)大于1，否則要加一定量的純的重升華碘于韋氏試劑中，重測(cè)碘-氯比率。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,（3）試樣的稱(chēng)量 根據(jù)預(yù)計(jì)的碘值的不同稱(chēng)取試樣質(zhì)量，如表4-1所示。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,（4）試樣的測(cè)定 稱(chēng)取的試樣(精確至0.002g)故人干燥的250 m1碘量瓶中，加入30 ml三氯甲烷，使試樣完全溶解。準(zhǔn)確吸取10m1韋氏試劑加入瓶中，瓶塞用碘化鉀溶液濕潤(rùn)后，立即將瓶蓋緊，搖動(dòng)碘量瓶，使瓶中溶液充分混合，并置于25以下

14、暗處。對(duì)于碘值低于150的試樣，放置1h；對(duì)于碘值高于150的以及聚合物和已經(jīng)氧化的物質(zhì)，放置2h。 將碘量瓶從暗處取出，加15m1碘化鉀溶液和50 m水。用硫代硫酸鈉標(biāo)難滴定溶液滴定 直到碘的黃色幾乎消失時(shí)，加2ml淀粉指示液，繼續(xù)滴定，并劇烈搖動(dòng)，直到藍(lán)色剛好消失。 對(duì)同一試樣進(jìn)行兩次測(cè)定。 同時(shí)做一空白試驗(yàn)。,第二節(jié) 碘值的測(cè)定,五、分析結(jié)果的表述 以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的碘值()，按式(10-2)計(jì)算： = （2-3） 式中 c-所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際濃度，mol/l; V0-用于空白試驗(yàn)所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn),ml; V-用于測(cè)定試樣所消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)推溶液的體積，m1； m-試樣的

15、質(zhì)量，g。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,一、原理 對(duì)于一般電解質(zhì)溶液，其導(dǎo)電能力由電導(dǎo)率L，即電阻的例數(shù)(1/R)來(lái)衡量若所用電導(dǎo)管電極面積為a，電極間距為l， 用此管測(cè)定電解質(zhì)溶液電導(dǎo)，則 （2-4） 式中：k是a1m2：、l1m時(shí)的電導(dǎo)，稱(chēng)作比電導(dǎo)或電導(dǎo)率，其單位為-1m-1；l/a稱(chēng)作電導(dǎo)管常數(shù)。電導(dǎo)率k和摩爾電導(dǎo)m由下列關(guān)系 （2-6） 為濃度無(wú)限稀時(shí)的摩爾電導(dǎo)，A為常數(shù)。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,對(duì)于離子型表面活性劑溶液，當(dāng)溶液濃度很稀時(shí)，電導(dǎo)的變化規(guī)律也和強(qiáng)電解質(zhì)一樣；但當(dāng)溶液濃度達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，隨著膠束的生成，電導(dǎo)率發(fā)生改變，摩爾電導(dǎo)急劇下降，

16、這就是電導(dǎo)法測(cè)定cmc的依據(jù)。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,二、儀器藥品 學(xué)生型電位計(jì)，音頻振蕩器，示波器，恒溫槽，四鈕或六鈕電阻箱，電導(dǎo)管，容量瓶，移液管。 氯化鉀，十二烷基硫酸鈉(用乙醇經(jīng)23次重結(jié)晶提純)，電導(dǎo)水。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,三、實(shí)驗(yàn)步驟 1電導(dǎo)的測(cè)量 交流電橋法測(cè)溶液的電阻，其線(xiàn)路如圖4-2所示。圖中R1為待測(cè)溶液的電阻(待測(cè)液放在電導(dǎo)管中)，R2為四鈕或六鈕電阻箱，R3和R4為學(xué)生型電位計(jì)的滑線(xiàn)電阻，阻值為10，均分為1000等分。音頻振蕩器供給交流訊號(hào)，示波器(圖中用OSC表示)檢波，也可用耳機(jī)滑線(xiàn)上的接觸點(diǎn)固定在A，調(diào)節(jié)R2，使示波器

17、螢光屏上的正弦波變?yōu)橐粭l水平線(xiàn)為止，此時(shí)A與B兩點(diǎn)電位相等，即電橋達(dá)到平衡，則 若L、H兩點(diǎn)接柱改接L/、H/，則,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,采用示波器檢波比用耳機(jī)靈敏度高，且不受噪音干擾，測(cè)量時(shí)A的數(shù)值可固定在500的位置，使相對(duì)誤差趨于最小，也減少處理數(shù)據(jù)的麻煩。 按圖10-2接好線(xiàn)路，準(zhǔn)備測(cè)量。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,（1） 安裝好恒溫槽，溫度調(diào)節(jié)到250.1。 （2） 測(cè)定電導(dǎo)管常數(shù)。用電導(dǎo)水將電導(dǎo)管沖洗干凈，并用少量0.02mol l-1的KCl溶液刷洗2次，測(cè)量時(shí)先恒溫10分鐘，按1所述進(jìn)行測(cè)量 （3） 用25ml容量瓶精確配制濃度范圍在310-

18、3 310-2mol l-1 的810個(gè)不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液。配制時(shí)最好用新蒸餾出的電導(dǎo)水。 （4）從低濃度到高濃度依次測(cè)定表面活性劑溶液的電阻值。每次測(cè)量前電導(dǎo)管都得用待測(cè)溶液刷洗23次。,第三節(jié) 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度,2結(jié)果處理： (1) 由0.02moll-1KCl水溶液在25時(shí)的電導(dǎo)率（附錄1）及測(cè)出的電阻值，求出所用電導(dǎo)管的電導(dǎo)管常數(shù)。 (2) 計(jì)算各濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)。 (3) 將數(shù)據(jù)列表，做k-c圖與m圖，由曲線(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定臨界膠束濃度cmc值。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,一、原理 本法是表面活性劑乳化力測(cè)定法之一，主要

19、適用于流出油處理劑乳化能力的測(cè)定。 乳化劑于具有顏色的油類(lèi)以一定的比例進(jìn)行充分混合后，加到水中，經(jīng)過(guò)振蕩，生成乳化液。靜置分層后用溶劑萃取乳化層中的油。測(cè)定萃取液的光密度。從工作曲線(xiàn)上找到對(duì)應(yīng)的乳化油量，從而算出乳化力的大小。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,二、試劑及規(guī)格 1 三氯甲烷（氯仿）化學(xué)純； 2.燃料油（船用內(nèi)燃機(jī)燃料油）：賽氏粘度400500s；密度（20Oc）0.8872g/cm3； 3.蒸餾水：pH=78；水溫一定，報(bào)告中應(yīng)注明； 4.無(wú)水硫酸鈉：化學(xué)純。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,三、儀器及設(shè)備 1. 球形分液漏斗：容量60ml ; 2.移液管：10，

20、20，25 ml； 3. 容量瓶：25，50，100 ml； 4. 具刻度燒杯：50ml； 5. 水平振蕩器：220V，240次/min； 6. 攪拌器：不銹鋼制槳式攪拌器及圓柱形杯。見(jiàn)圖1； 7.手持式轉(zhuǎn)速表：測(cè)定攪拌速度； 8. 秒表。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,四、操作步驟 1.繪制工作曲線(xiàn)圖 稱(chēng)取燃料油0.5g（精確至0.001g），用三氯甲烷稀釋至100ml。分別吸取1，2，3，4，5，6ml ,各稀釋至50ml, 測(cè)定光密度，根據(jù)所測(cè)的六個(gè)光密度值，與已知油的含量作一工作曲線(xiàn)。如圖2所示。 2. 燃料油與乳化劑混合物的配制 稱(chēng)燃料油30g（精確至0.1g），放入攪拌器

21、中，開(kāi)動(dòng)攪拌。再稱(chēng)取乳化劑0.6g（精確至0.05g），滴加到正在攪拌的燃料油中。調(diào)節(jié)攪拌速度為14001500r/min。攪拌0.5h。 3.測(cè)定：在三只60ml分液漏斗中各加規(guī)定溫度的蒸餾水(ph=78)25ml，然后分別加入新配制的乳化劑與油混合物0.2g（精確至0.01g），再各補(bǔ)加蒸餾水25ml。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,將分液漏斗置于水平振蕩器上，振蕩2min，然后垂直置于支架上靜置30s。放下乳化層溶液30ml于燒杯中，用移液管將溶液攪動(dòng)均勻后吸取10ml，放入另一60ml 分液漏斗中。用三氯甲烷約50ml，分幾次進(jìn)行萃取，萃取液收集在50ml容量瓶中，直至刻度處

22、。若發(fā)現(xiàn)萃取液較混濁，可加入無(wú)水硫酸鈉進(jìn)行脫水，使溶液成褐色透明。 在=400nm波長(zhǎng)下，以三氯甲烷為對(duì)比液，對(duì)三只容量瓶?jī)?nèi)的萃取液進(jìn)行光密度測(cè)定。根據(jù)光密度值，從工作曲線(xiàn)上找到對(duì)應(yīng)的含油量，與加入油量相比，得到乳化劑的乳化力。,第四節(jié) 表面活性劑乳化力的測(cè)定 比色法,五、測(cè)試結(jié)果 1.計(jì)算方法 以百分率來(lái)表示乳化力的大小。 計(jì)算式如下： 乳化力= （2-7） 式中：C-從工作曲線(xiàn)上查得的乳化油量，g/L； V-萃取液體積，L； M-加入乳化劑和燃料油的量，g。 2.重現(xiàn)性 由同一分析人員進(jìn)行的三次測(cè)試中至少有兩次結(jié)果的差不超過(guò)平均值的5%。,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,一、基

23、本原理 在表面活性劑的臨界膠束濃度范圍內(nèi)，溶液的一些物理性質(zhì)發(fā)生明顯的變化，如表面張力、電導(dǎo)、摩爾電導(dǎo)、滲透壓、去污能力等等。 測(cè)定表面活性劑溶液的CMC有各種方法，表面張力法，電導(dǎo)法，染料法等。電導(dǎo)法是測(cè)定溶液的電導(dǎo)率，計(jì)算出相應(yīng)的摩爾電導(dǎo)m，然后作KC或m 圖，得相應(yīng)的曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度即為CMC。一般CMC為一濃度范圍，且隨測(cè)量的方法不同而異。,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,電導(dǎo)法測(cè)定離子表面活性劑的CMC相當(dāng)方便，在溶液中對(duì)電導(dǎo)有貢獻(xiàn)的主要是帶長(zhǎng)鏈烷基的表面活性劑離子和相應(yīng)的反離子，而膠束的貢獻(xiàn)則極為微小。從離子貢獻(xiàn)大小來(lái)考慮，反離子大于表面活性劑離子。當(dāng)溶液濃

24、度達(dá)CMC時(shí)，由于表面活性劑離子締合成膠束，反離子固定于膠束的表面，它們對(duì)電導(dǎo)的貢獻(xiàn)明顯下降，同時(shí)由于膠束的電荷被反離子部分中和，這種電荷量小，體積大的膠束對(duì)電導(dǎo)的貢獻(xiàn)非常小，所以電導(dǎo)急劇下降。,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,二、儀器和試劑 1DDS11型電導(dǎo)儀; 250 ml 酸式、堿式滴定管; 350 ml 燒杯; 4250 ml燒杯; 5十二烷基硫酸鈉（化學(xué)純） 0.02 mol/L。,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,三、操作步驟 1.配制0.02 M 200 ml 表面活性劑溶液，再配成表中的一系列濃度（40 ml）的溶液。 2.置溶液于定溫下（超級(jí)恒溫槽35

25、），測(cè)其電導(dǎo)率K。 3.數(shù)據(jù)記錄和處理 （1）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表： 實(shí)驗(yàn)溫度： 大氣壓：,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,表2-3 數(shù)據(jù)記錄表,第五節(jié) 表面活性劑臨界膠束濃度CMC的測(cè)定,（2）以KC作圖，求CMC； （3）以 作圖，求CMC； （4）查文獻(xiàn)值，計(jì)算誤差，比較兩種作法的準(zhǔn)確性。 （5）實(shí)驗(yàn)要求: 測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度CMC，并加深對(duì)表面活性劑性質(zhì)的理解。 了解測(cè)量CMC的各種實(shí)驗(yàn)方法。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,一、測(cè)定原理 1.術(shù)語(yǔ) 乳化能力：乳化劑促使乳液形成的能力，以配制100 g乳液與所耗用的乳化劑的最少克數(shù)之

26、比表示。 破乳；由于被乳化液體的顆粒聚結(jié)而造成的乳液解體。 乳液的分離：連續(xù)相以透明或澄清的形式出現(xiàn)。 2.原理 用不兩濃度的表面活性劑通過(guò)機(jī)械攪拌制備一系列乳液，根據(jù)電導(dǎo)法測(cè)定乳液的類(lèi)型，并在一定條件下測(cè)定乳液的性能，由此評(píng)定表面活性劑的乳化能力。 本方法適用于由表面活性劑、不溶于水的液體或固體與水形成的乳液。該乳液在性能測(cè)定的溫度范圍內(nèi)應(yīng)保持其流變性。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,二、乳液的制備 1儀器和設(shè)備 實(shí)驗(yàn)室常用儀器。 具塞磨口玻璃瓶125ml。 不銹鋼攪拌器。 電動(dòng)機(jī)可控制轉(zhuǎn)速為100500 rmin。 恒溫水溶鍋。,第六節(jié) 表面活性劑中、高

27、粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,2乳液的制備方法 （1）準(zhǔn)備 水相應(yīng)按 “表面活性劑試驗(yàn)用水和水溶液電導(dǎo)率的測(cè)定”的規(guī)定測(cè)定其電導(dǎo)率，按 “表面活性劑已知鈣硬度水的制備”的規(guī)定測(cè)定其硬度，固體油相應(yīng)了解其熔點(diǎn)。 分別稱(chēng)取配制400 g乳液所需的油相和水相物質(zhì)(稱(chēng)準(zhǔn)至0. 1 g)于燒杯中，稱(chēng)取一定量的乳化劑(稱(chēng)準(zhǔn)至0.1g)置于易溶的一相中，將燒杯加蓋以免其蒸發(fā)，把油相和水相預(yù)熱至制備乳液所需的兩相相同的溫度(若油相中含有固體物質(zhì)，則兩相應(yīng)預(yù)熱至高于固體熔點(diǎn)10的溫度)。 若乳化劑在水相或油相中都不能完全溶解，則將它加入水相中。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力

28、的評(píng)定方法,（2）制備 將攪拌器置于含油相的燒杯中心，并距底部2-3 mm處，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為250 rmin，在恒溫條件下，按下述方法將水相加入油相中： 第一分鐘，加入5的水相(滴加)； 第二分鐘，加入50的水相； 第三分鐘加入其余的水相，維持?jǐn)嚢? min，在冷水浴中繼續(xù)攪拌冷至室溫，將制備好的乳液移入出境潔凈干燥的具塞磨口玻璃瓶中，備用。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,三、乳液性能的測(cè)定 1乳液類(lèi)型的測(cè)定 接“表面活性劑試驗(yàn)用水和水溶液電導(dǎo)率的測(cè)定”的規(guī)定測(cè)定乳液的電導(dǎo)率。OW型乳液的電導(dǎo)率比水相的電導(dǎo)率大，WO型乳液的電導(dǎo)率比水相的電導(dǎo)率小。 2目測(cè)

29、方法及結(jié)果的評(píng)定 在強(qiáng)烈照明的情況下，用目力觀(guān)察裝在具塞磨口玻璃瓶中的乳液所呈的現(xiàn)象并接下表對(duì)乳液的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)定。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,3儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的測(cè)定 將裝有乳液的具塞磨口玻璃瓶在恒溫下(232)或其他溫度(例如0或45)條件下，放置一定時(shí)間(例如數(shù)小時(shí)，一星期或數(shù)星期)后按“目測(cè)方法及結(jié)果的評(píng)定”的規(guī)定進(jìn)行目測(cè)評(píng)定。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,4離心穩(wěn)定性的測(cè)定 （1）儀器 離心機(jī)轉(zhuǎn)速可選4 000 rmin。 離心分離管10 ml。

30、（2）測(cè)定方法 將l0 m1乳液注入離心分離管中，在4 000 rmin(或其他轉(zhuǎn)速)條件下，離心分離10 min (在特殊情況下離心分離60 min)后，按“目測(cè)方法及結(jié)果的評(píng)定”的規(guī)定進(jìn)行目測(cè)評(píng)定。并記錄所觀(guān)察到的現(xiàn)象。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,5乳液粒徑的測(cè)定 （1）儀器 顯微鏡(500-1 500倍)。 （2）測(cè)定過(guò)程 乳液制備完畢后20 min，用移液管吸取一滴乳液，在5 min內(nèi)用顯擻鏡觀(guān)寨其一般外觀(guān)，顆粒最大直徑、平均直徑以及凝聚趨勢(shì)，并記錄最大直徑和最小直徑的顆粒數(shù)。 對(duì)于油相濃度超過(guò)10的乳液，可采用相同的水相將乳液稀釋(必要時(shí)，可加

31、人少量乳化劑或穩(wěn)定劑)，使油相濃度下降到510，再用移液管吸取一滴乳液稀釋液，進(jìn)行顯微鏡觀(guān)察。顯微鏡放大倍數(shù)應(yīng)根據(jù)顆粒的大小調(diào)節(jié)。 也可通過(guò)顯馓攝影技術(shù)來(lái)測(cè)定乳液的粒徑大小和分布情況。顯微鏡觀(guān)察僅適用于OW型乳液。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,6冷熱循環(huán)穩(wěn)定性的測(cè)定 （1）儀器及設(shè)備 冰箱 可調(diào)節(jié)溫度至l0。 架盤(pán)藥物天平 最大稱(chēng)量500 g，感量0.5g。 （2）測(cè)定方法 稱(chēng)取100 g乳液 (稱(chēng)準(zhǔn)至l g)置于具塞磨口玻璃瓶中，在(-102)條件下，放置16 h后于(232)條件下繼續(xù)放置8 h，作為一次冷熱循環(huán)(凝膠解凍)，觀(guān)察乳液狀態(tài)的變化(破乳、

32、聚結(jié)、聚凝或分離)。若乳液無(wú)明顯變化，重復(fù)上述循環(huán)直至乳液狀態(tài)發(fā)生變化或重復(fù)循環(huán)5次。乳液對(duì)冷熱循環(huán)的穩(wěn)定性以經(jīng)受凝膠解凍的循環(huán)次數(shù)表示。,第六節(jié) 表面活性劑中、高粘度乳液的特性測(cè)試及其乳化能力的評(píng)定方法,四、乳化能力的評(píng)定 對(duì)由不同濃度的乳化劑配成的一系列乳液按本方法規(guī)定的方法測(cè)定其各項(xiàng)性能，以配制各項(xiàng)性能相對(duì)最佳的乳液100 g與所需乳化劑的最少克數(shù)之比來(lái)表示該乳化劑的乳化能力。,第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,一、測(cè)定原理 在硫酸鈉存在下將試樣乙醇溶液沸騰回流、過(guò)濾、蒸發(fā)濾液后稱(chēng)量殘留物。將殘留物熔解于丙酮溶液中，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，測(cè)定其中的氯化鈉。用氯化鈉

33、含量校正殘留物的質(zhì)量。 本方法適用于乙氧基化醇和烷基酚的硫酸鹽及其產(chǎn)品烷基醇氧乙烯醚硫酸鹽（乙氧基化醇硫酸鹽）或烷基酚氧乙烯醚硫酸鹽（乙氧基化烷基酚硫酸鹽）活性物質(zhì)總含量的測(cè)定。 總活性物質(zhì)包括溶解于乙醇的有機(jī)物（烷基醚硫酸鹽、烷基酚醚硫酸鹽、聚乙二醇硫酸鹽和非離子組分）。,第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,二、試劑及儀器 （1）無(wú)水乙醇。 （2）二氯甲烷。 （3）無(wú)水硫酸鈉。 （4）丙酮溶液=50%。 （5）硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c(AgNO3)=0.1mol/L。 （6）鉻酸鉀100g/L指標(biāo)濟(jì)溶液。 （7）普通實(shí)驗(yàn)室儀器 （8）磨口錐形瓶250ml （9）旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 配有

34、250ml圓底燒瓶。 （10）冷凝管 與錐形瓶相配。,第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,三、試樣及制備 按 “表面活性劑和洗滌劑粉狀樣品分樣法”制備實(shí)驗(yàn)室樣品。 四、操作步驟 （1）從實(shí)驗(yàn)室樣品（必要時(shí)加入已知的適量水使之均勻化）稱(chēng)取含0.51.5g總活性物質(zhì)的均勻試樣(精確至0.001g),置于磨口錐形瓶中。 (2)測(cè)定 加入100ml無(wú)水乙醇和100mg無(wú)水硫酸鈉至盛有試樣的磨口錐形瓶中,裝上冷凝管沸騰回流30min。 取下冷凝管，用無(wú)水乙醇沖洗冷凝管內(nèi)壁和磨口錐形瓶頸部，收集洗滌液于磨口錐形瓶中，使其澄清。 將磨口錐形瓶中的溶液趁熱通過(guò)快速濾紙濾入經(jīng)預(yù)先干燥并稱(chēng)量（精

35、確至0.001g）的圓底燒瓶中,用50ml熱無(wú)水乙醇洗滌磨口錐形瓶,過(guò)濾洗滌液至圓底燒瓶中。,第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,將圓底燒瓶裝在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上,保持溫度40左右,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)乙醇.然后加入10ml二氯甲烷重復(fù)此步驟,再將燒瓶裝在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上繼續(xù)蒸發(fā)15min,除去最后的痕量水。 從旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上取下燒瓶,移入干燥器中放置15min,將燒瓶和殘留物稱(chēng)量。 將燒瓶再裝在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上蒸發(fā)15min,然后移入干燥器中放置15min,再將燒瓶和殘留物量.重復(fù)干燥和稱(chēng)量步驟起碼至兩次連續(xù)稱(chēng)量之差不超過(guò)0.003g。 用6080ml丙酮溶液溶解殘留物，加入1ml鉻酚鉀指示劑

36、溶液，用硝酸煞標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至棕色不變。 （3）空白試驗(yàn) 在測(cè)定試樣的同時(shí)，用相同試劑按照同樣的測(cè)定步驟，不加試樣進(jìn)行平行操作。,第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,五、計(jì)算 分析結(jié)果的表述活性物質(zhì)總含量（）用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，按式（2-8）計(jì)算： = （2-8） 式中:m0試樣的質(zhì)量，g； M1殘留物的質(zhì)量，g； c硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L； V0空白試驗(yàn)耗用硝酸爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)滴定游泳的體積，ml； V1測(cè)定殘留物中氯化鈉耗用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，ml； 0.0585與1.00ml硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 C(AgNO3)=1.000mol/L相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜穆然c質(zhì)量。,

37、第七節(jié) 乙氧基化醇和烷基酚硫酸鹽活性物質(zhì)總含量的測(cè)定,六、精密度 在15個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比較分析得到的如下統(tǒng)計(jì)結(jié)果： 平均值總活性物質(zhì)，=%：58.67 重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)偏差,r:0.33 再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)偏差,R:0.94,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,一、基本原理 將100ml樣品裝入標(biāo)有刻度的量筒內(nèi)，將量筒置于85帶鼓風(fēng)的恒溫烘箱內(nèi)存放48h或96h，然后測(cè)定樣品中分離出來(lái)的油和水的量。另外，樣品上層和下層指定液位水分含量也可以分別得到。 本方法適用于油包水乳液在貯藏和正常使用中穩(wěn)定性的測(cè)定。,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,二、儀器和設(shè)備 （1）恒溫烘箱 溫度波動(dòng)范圍小于等于

38、烘箱溫度與室溫之差的1%。 （2）刻度量筒 100ml具塞玻璃量筒，分刻度為1ml，瓶塞帶放空槽。 （3）移液管 10ml。 （4）玻璃瓶 約30ml。,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,三、試樣及制備 為了保證樣品均勻性，在移取試驗(yàn)所需的量以前，必須將樣品充分混合，對(duì)于1L及其以下容器，可以用手工劇烈攪動(dòng)或機(jī)械方法混合35min,對(duì)于更大的容器,可以適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間,以保證樣品均勻。,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,四、操作步驟 1.方法A-48h試驗(yàn) (1)48h試驗(yàn) 將100ml樣品移入刻度量筒中,蓋上瓶塞。將量筒放入恒溫于（851）的烘箱內(nèi)48h。量筒放于烘箱中部

39、，距烘箱底部至少75mm，以保證溫度的均勻性。將量筒從烘箱內(nèi)移出，在室溫（213）下靜置1h，觀(guān)察并記錄分離出油和水的體積。并將移液管尖端準(zhǔn)確地置于量筒80ml記刻度處，緩緩移取10ml樣品至玻璃瓶中，作為上層試樣；再將移液管尖端準(zhǔn)確地置于量筒80ml刻度處，緩慢移取10ml樣品至玻璃瓶中，作為上層試樣，再將移液管尖端準(zhǔn)確置于量管15ml刻度處，緩慢移取10ml樣品至玻璃瓶中，作為下層試樣。,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,注：當(dāng)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品測(cè)定時(shí)，安放量筒時(shí)應(yīng)避免對(duì)流不足而導(dǎo)致烘箱內(nèi)溫度的差異。并且測(cè)定樣品個(gè)數(shù)應(yīng)予以限制。 若分離的水的量在體積上等于或超過(guò)10%，下層試樣的水

40、分含量為選做步驟。 （2）上層試樣和下層試樣水分含量的測(cè)定 將玻璃瓶中的試樣振搖后，以1：2二甲笨-甲醇混合溶劑作為試樣溶劑，按本節(jié)“表面活性劑和洗滌劑含水量的測(cè)定卡爾費(fèi)休法”規(guī)定的方法測(cè)定上層試樣和下層試樣中水分含量。 2.方法B-96h試驗(yàn) 該方法中除了將在烘箱內(nèi)放置時(shí)間改為96h外,其余步驟同上述“48h試驗(yàn)”。,第八節(jié) 油包水乳液貯藏穩(wěn)定性的測(cè)定-烘箱法,五、精密度 本測(cè)定方法的精密度取決于乳液的穩(wěn)定性。 1.I型-穩(wěn)定乳液(方法A和B) (1)重復(fù)性 兩次連續(xù)測(cè)定的結(jié)果之差超過(guò)表4-15數(shù)值的幾率不大于二十分之一。 （2）再現(xiàn)性 兩次單獨(dú)測(cè)定的結(jié)果之差超過(guò)表4-15數(shù)量的幾率不大于二

41、十分之一。 2.型-高度不穩(wěn)定乳液 關(guān)于96h試驗(yàn)精密度的限度與I型乳液數(shù)量級(jí)相同。 3.型-穩(wěn)定性?xún)煽扇橐?無(wú)法制定精密度限度。,第九節(jié) 陰離子表面活性劑水中溶解度的測(cè)定,一、測(cè)定原理 對(duì)已知嘗試的陰離子表面活性劑水溶液進(jìn)行試驗(yàn)溫度范圍的預(yù)測(cè)定，加熱時(shí)溶液由濁變清，冷卻時(shí)由清變濁。將相同嘗試的兩份溶液，一份溶液較冷顯濁，別一份溶液較熱顯清，置于水溶中。該水溶溫度控制在預(yù)測(cè)定時(shí)確立的溫度范圍內(nèi)。記下在溫度平衡時(shí)兩份溶液的外觀(guān)。 重復(fù)試驗(yàn)，在預(yù)測(cè)定的溫度范圍內(nèi)改變水溶溫度，直至清液仍清，濁液仍濁或溶液很慢地由濁變清，或由清變濁。,第九節(jié) 陰離子表面活性劑水中溶解度的測(cè)定,由表面活性劑的濃度和溶解

42、度的極限溫度，繪制溶解度曲線(xiàn)。本方法適用于純表面活性劑，也適用于工業(yè)產(chǎn)品和液體陰離子表面活性劑復(fù)配制品，只要這些產(chǎn)品溶液清澈透明，色澤不太深均適用。 用純產(chǎn)品得到的溶解度曲線(xiàn)可以用來(lái)測(cè)定克拉夫特（Krafft）溫度。,第九節(jié) 陰離子表面活性劑水中溶解度的測(cè)定,二、試劑和溶液 蒸餾水或純度與蒸餾水相當(dāng)?shù)乃?三、設(shè)備 （1）普通實(shí)驗(yàn)室儀器。 （2）試管 直徑20mm，長(zhǎng)200mm。 （3）精密溫度計(jì) 分度為0.1。 （4）恒溫水溶 -5-90，能控制在0.1，并帶有透明池。,第九節(jié) 陰離子表面活性劑水中溶解度的測(cè)定,四、試樣制備 按 “表面活性劑和洗滌劑粉狀樣品分樣法”制備和貯存陰離子表面活性劑的實(shí)驗(yàn)室樣品。稱(chēng)取試樣，其量相當(dāng)于待測(cè)表面活性劑 的某一濃度濃度通常為1%50%，精確至0.01g,配成約100ml溶液。 若溶液含有雜質(zhì)，可將其加熱至高于變濁溫度后過(guò)濾。該過(guò)程不應(yīng)引起表面活性劑濃度的任何變化。,第九節(jié) 陰離子表面活性劑