電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃

1、實(shí)驗(yàn)十七 電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度一、目的要求1用電導(dǎo)法測(cè)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及膠束形成原理3掌握電導(dǎo)儀的使用方法二、基本原理表面活性物質(zhì)在水中形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度，以CMC表示。在CMC點(diǎn)上，由于溶液的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其物理及化學(xué)性質(zhì)（如表面張力、電導(dǎo)、滲透壓、濁度、光學(xué)性質(zhì)等）同濃度的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，如圖1所示。這個(gè)現(xiàn)象是測(cè)定CMC的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也是表面活性劑的一個(gè)重要特征。表面活性劑成為溶液中的穩(wěn)定分子可能采取的兩種途徑： 1、是把親水基留在水中，親油基伸向油相或空氣； 2、是讓表面活性劑的親油基團(tuán)相互靠在一起，以減少親

2、油基與水的接觸面積。前者就是表面活性劑分子吸附在界面上，其結(jié)果是降低界面張力，形成定向排列的單分子膜，后者就形成了膠束。由于膠束的親水基方向朝外，與水分子相互吸引，使表面活性劑能穩(wěn)定地溶于水中。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)大小來考慮，反離子大于表面活性劑離子。當(dāng)溶液濃度達(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。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

3、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，這就是電導(dǎo)法測(cè)定CMC的依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)利用電導(dǎo)儀測(cè)定不同濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)值（或摩爾電導(dǎo)率），并作電導(dǎo)值（或摩爾電導(dǎo)率）與濃度的關(guān)系圖，從圖中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即可求得臨界膠束濃度。三、實(shí)驗(yàn)步驟1調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至25 2吸取10ml的0.02 mol·dm-3十二烷基硫酸鈉溶液于100ml燒杯中，依次移入恒溫后的電導(dǎo)水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，攪拌，分別測(cè)其電導(dǎo)率。每個(gè)溶液的電導(dǎo)讀數(shù)三次，取平均值。3列表記錄各溶液對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)

4、，并換算成電導(dǎo)率或摩爾電導(dǎo)率。四、數(shù)據(jù)記錄與處理表一：環(huán)境條件溫度T/壓強(qiáng)P/hPa濕度/實(shí)驗(yàn)前22.01020.074.0實(shí)驗(yàn)后22.41020.074.0 表二：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 T=25項(xiàng)目1234567891011加電導(dǎo)水量/ ml023555510101020c / mol·dm-30.020.01670.01330.010.0080.00670.00570.00440.00360.00320.0024K1 / S·m-1920830710600540470420340282241190K2 / S·m-192082072060053047042034028

5、2241190K3 / S·m-1920830710610530470420340282241190K平均 / S·m-1920827713603533470420340282241190由上表作出電導(dǎo)值（或摩爾電導(dǎo)率）與濃度的關(guān)系圖如下:由圖可知，兩條折線相交點(diǎn)32451x + 27787 = 59943x + 65.301解得：x=7.73×10-3 mol·dm-3 即CH3（CH2）11SO4Na的CMC為：7.73×10-3 mol·dm-3誤差分析：1、在實(shí)驗(yàn)過程中，恒溫水浴的溫度出現(xiàn)波動(dòng)。2、量取的十二烷基硫酸鈉溶液和電導(dǎo)水的體積不夠精確，將他們混合攪拌不夠均勻造成誤差。五、思考題1溶解的表面活性劑分子與膠束之間的平衡同溫度和濃度有關(guān)，其關(guān)系式可表示為：試問如何測(cè)出其熱效應(yīng)值？答：準(zhǔn)確配置所需要的溶液，求出各個(gè)濃度時(shí)的電導(dǎo)值，作出電導(dǎo)值（或摩爾電導(dǎo)率）與濃度的折線圖求出轉(zhuǎn)折點(diǎn)處臨界膠束濃度，即CMC的值，根據(jù)溶解的表面活性劑分子與膠束之間的平衡同溫度和濃度關(guān)系式即可求出其熱效應(yīng)值H。2非離子型表面活性劑能否用本實(shí)