SDS臨界膠束濃度的測(cè)定_十二烷基硫酸鈉_十二烷基苯磺酸鈉

1、 設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn):十二烷基硫酸鈉表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定 一前言 1.1 CMC表面活性劑分子是由具有親水性的極性基團(tuán)和具有憎水性的非極性基團(tuán)所組成的有機(jī)物。它的非極性憎水基團(tuán)一般是8到18碳的直鏈烴，因此表面活性劑都是兩親分子(amphiphilic molecule)。吸附在水表面時(shí)采用極性基團(tuán)向著水，非極性基團(tuán)脫離水的表面定向。這種排列，使表面上不飽和的力場(chǎng)得到某種程度上的平衡，從而降低了表面張力(或界面張力)。某些物質(zhì)當(dāng)它們以低濃度存在于一體系時(shí)，可被吸附在該體系的表面(界面)上，使這些表面的表面自由能發(fā)生明顯降低的現(xiàn)象，這些物質(zhì)被稱為表面活性劑。表面活性劑現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于石油、紡織、農(nóng)

2、藥、采礦、食品、民用洗滌劑等各個(gè)領(lǐng)域。由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要是應(yīng)用于水溶液，以改變水的表面活性，所以若不加以說明，就是指降低水的表面自由能的表面活性劑。表面活性劑有廣泛的應(yīng)用，主要有：(1) 潤(rùn)濕作用(wetting action)(滲透作用)：用作潤(rùn)濕劑、滲透劑。(2) 乳化作用(emulsification)、分散作用(dispersed action)、增溶作用(solubilization):用作乳化劑、分散劑、增溶劑。(3) 發(fā)泡作用(foaming action)、消泡作用(do any with foam):用作起泡劑、消泡劑。(4) 洗滌作用(washing action):用作

3、洗滌劑 1。隨著科學(xué)的發(fā)展，表面活性劑已經(jīng)深入到生命起源以及膜材料、納米材料、對(duì)映體選擇性的反應(yīng)等各個(gè)領(lǐng)域中。雖然表面活性劑領(lǐng)域現(xiàn)在是一個(gè)比較成熟的學(xué)科，但設(shè)計(jì)新的有特殊用途和應(yīng)用價(jià)值的便面活性劑與附加的官能基團(tuán)的性質(zhì)和位置有密切的關(guān)系，對(duì)傳統(tǒng)的表面活性劑分子結(jié)構(gòu)的修飾會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)行態(tài)很大的變化?？傊砻婊钚詣┰诨瘜W(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還是待于開發(fā)和改善，能夠?qū)F(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際是我們追求的目標(biāo)2。 我們可以采用的方法有：1 電導(dǎo)法。2 表面張力法。3 光散射法。4 比色法（染料吸附法）：利用某些染料在水中和在膠束中的顏色有明顯差別的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)時(shí)先在大于CMC的表面活性劑溶液中，加入很少的染

4、料，染料被加溶于膠束中，呈現(xiàn)某種顏色。然后用水滴定稀釋此溶液，直至溶液顏色發(fā)生顯著變化同，此時(shí)濃度即為CMC。5 濁度法：在小于CMC的稀表面活性劑溶液中，烴類物質(zhì)的溶解度很小，而且基本上不隨濃度而變，但當(dāng)濃度超過CMC后，大量膠束形成，使不溶烴類物質(zhì)溶于膠束中去，致使密度顯著增加，表面活性劑有增溶作用。根據(jù)濁度的變化，可測(cè)出一種液體在表面活性劑中的濃度及CMC值3。實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)于離子型表面活性劑，當(dāng)溶液濃度很稀時(shí)，電導(dǎo)的變化規(guī)律與一般強(qiáng)電解質(zhì)相似，表面活性劑完全解離為離子，隨著溫度上升，電導(dǎo)率近乎直線上升，但當(dāng)溶液濃度達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，隨著膠束的形成，膠束定向移動(dòng)速率減慢，K仍隨著濃度增大

5、而上升，但變化幅度變小，摩爾電導(dǎo)率也急劇下降，利用K-C曲線的轉(zhuǎn)擇點(diǎn)求CMC值 4。氣泡的最大壓力法是測(cè)定液體表面張力的方法之一。它的基本原理如下，當(dāng)玻璃毛細(xì)管一端與液體接觸，并往毛細(xì)管內(nèi)加壓時(shí)，可以在液面的毛細(xì)管口處形成氣泡。氣泡的半徑在形成過程中先由大變小，然后再由小變大，設(shè)氣泡在形成過程中始終保持球形，則氣泡內(nèi)外的壓力差（即施加于氣泡的附加壓力）與氣泡的半徑、液體表面張力之間的關(guān)系可又拉普拉斯（Laplace）公式表示，即 （5-13）顯然，在氣泡形成過程中，氣泡半徑由大變小，再由小變大，所示，所以壓力差則由小變大，然后再由大變小。當(dāng)氣泡半徑r等于毛細(xì)管半徑R時(shí)，壓力差達(dá)到最大值。因此

6、（5-14）由此可見，通過測(cè)定與，即可求得液體的表面張力。由于毛細(xì)管的半徑較小，直接測(cè)量R誤差較大。通常用一已知表面張力為的液體（如水、甘油等）作為參考液體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得其對(duì)應(yīng)的最大壓力差為，則毛細(xì)管半徑。代入上式，可得被測(cè)液體的表面張力 （5-15）壓力差可用U形水壓力計(jì)測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)中用DMP-2B型數(shù)字式微壓差測(cè)量?jī)x測(cè)量，該儀器可直接顯示以Pa為單位的壓力差。在同一溫度下，若測(cè)定不同濃度c的溶液表面張力，按吉布斯（Gibbs）吸附等溫式可計(jì)算溶質(zhì)在單位溶液表面的吸附量： （5-16）若0，則溶質(zhì)加入使表面張力降低，即0，這時(shí)表面溶質(zhì)的濃度大于在溶液內(nèi)部的濃度，這種吸附稱為正吸附，這類溶質(zhì)稱為表

7、面活性物質(zhì)。反之，則稱為負(fù)吸附，溶質(zhì)則稱為非表面活性物質(zhì)。二儀器和藥品DDSII A型電導(dǎo)率儀；恒溫槽；容量瓶（25或50ml）；移液管兩個(gè)（5ml）；氯化鈉（分析純）；十二烷基硫酸鈉（用乙醇23次重結(jié)晶提純）；蒸餾水；表面張力測(cè)定裝置一套；數(shù)字式微壓差測(cè)量?jī)x一臺(tái)。電導(dǎo)水；鉑黑電導(dǎo)電極一支；帶有磨口的錐形瓶 (250ml) 11 只；三實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)方法一：電導(dǎo)法測(cè)定十二烷基硫酸鈉的CMC值1. 十二烷基硫酸鈉經(jīng)80烘干3小時(shí)后, 用二次水準(zhǔn)確配制濃度為0. 002、 0. 006、0.007、0. 008、0. 009、0.010，0.012 ，0.014，0.018，0.020mol/ L的

8、十二烷基硫酸鈉溶液50 ml2. 開通電導(dǎo)率儀和恒溫水浴的電源預(yù)熱20min。3. 按濃度從稀到濃順序, 用電導(dǎo)率儀分別測(cè)定水浴恒溫25 ±0. 1 時(shí)各溶液電導(dǎo)率值, 待恒溫10min后讀取數(shù)據(jù)，每個(gè)溶液的電導(dǎo)讀數(shù)三次。4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理：十二烷基硫酸鈉的濃度C/mol/L次數(shù)電導(dǎo)率 /ms·m-10.0021230.0061230.0071230.0081230.0091230.0101230.0121230.0141230.0181230.0201235.根據(jù)表格中的c , 畫出c 圖，由圖可以找出CMC值實(shí)驗(yàn)方法二：1. 打開精密數(shù)字壓力計(jì)開關(guān)，預(yù)熱10min

9、，將單位調(diào)至mmH2O，在通大氣條件下 對(duì)儀器進(jìn)行采零。2. 在表面張力儀的支管中裝入適量蒸餾水，插入已洗凈的毛細(xì)管，使毛細(xì)管與液面接觸，將實(shí)驗(yàn)儀器接好，并在漏斗中加滿水。3. 打開支管的活塞，用洗耳球通過氣管上的膠管向系統(tǒng)吹氣，調(diào)整管中的液面高度，使毛細(xì)管端與液面相切。蓋上支管活塞后，用止水夾將通氣管上的膠管夾好。4. 將支管試管置于25.000C的恒溫槽中，恒溫10min。5. 打開滴液漏斗，使水緩慢滴出，調(diào)整滴速，使氣泡從毛細(xì)管端盡可能緩慢而且均勻地鼓出，約5-10s鼓出一個(gè)氣泡。待數(shù)字壓力計(jì)示穩(wěn)定后，讀取數(shù)字壓力計(jì)的最大示數(shù)的P最大值，重復(fù)三次，取平均值。由K=(水)/P最大（水）求得

10、K值。6. 用少量0.002mol/L的SDS溶液淌洗支管試管及毛細(xì)管。在支管試管中加入適量待測(cè)液，按濃度梯度從高的順序依次測(cè)定其表面張力。方法同步驟（2）-（2）。7. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，分別用自來水和蒸餾水仔細(xì)將毛細(xì)管和支管試管洗凈沖洗2-3次，再將毛細(xì)管用洗液浸泡，支管試管放回瓷盤。8. 數(shù)據(jù)記錄和處理實(shí)驗(yàn)溫度： 大氣壓： Pa編號(hào)測(cè) 定項(xiàng)濃度Mol/LP(250C)表面張力（250C）P(400C)表面張力（250C）P(600C)表面張力（250C）水 10.00220.00630.00740.00850.00960.01070.01280.01490.018100.020以SDS的濃度對(duì)表面張力作圖，得濃度與表面張力的關(guān)系，轉(zhuǎn)折處對(duì)應(yīng)的濃度為該溫度下的CMC值。四參考文獻(xiàn)1上海眾華生物科技有限公司網(wǎng)，2010-11-2 14：23：56 發(fā)表的技術(shù)文章。2長(zhǎng)春醫(yī)學(xué)第六卷，第二期2008