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文檔簡介

1、一、 實驗目的(1) 掌握用電導法測定表面活性劑CMC的方法(2) 掌握電導率儀的使用二、 實驗原理SAA溶液的許多物化性質隨著膠束的形成而發(fā)生突變,因此臨界膠束濃度(CMC)是SAA表面活性的重要量度之一。測定CMC,掌握影響CMC的因素對于深入研究SAA的物理化學性質十分重要。CMC是在一定溫度下某SAA形成膠束的最低濃度。通常以mol/L或g/L表示之。一般離子SAA的CMC大致在10-2-10-3mol/L之間,非離子SAA的CMC則在10-4mol/L以下,CMC是衡量SAA的表面活性和SAA應用中的一個重要物理量。因為CMC越小,則表示此種SAA形成膠束所需濃度越低,因此改變表面性

2、質,起到潤濕,乳化,增溶,起泡等作用所需的濃度也越低。右圖表面一典型的SAA水溶液的物理化學性質隨C變化的關系??擅黠@看出:在所有物理性質的變化中皆有一轉折點。而此較轉折點又都在一個不大的范圍內;這就說明表面現(xiàn)象(表面張力及界面張力隨濃度變化有轉折點)。與內部性質(如當量電導、滲透壓、以及去污濁度等)有統(tǒng)一的內在聯(lián)系。離子型SAA是由親水的無機離子和親油的有機離子構成的離子化合物,如同典型的無機鹽一樣,其在稀水溶液中分別以正負離子形式存在。因而在稀水溶液中,電導率隨C上升,但到達一定濃度后,出現(xiàn)一轉折點,直線逐漸變緩。三、 實驗儀器、藥品儀器:電導率儀燒杯(100ml、7個)溫度計(2支)容量

3、瓶(250ml,7只)藥品:SAA(1631)、蒸餾水四、 實驗步驟1、 分別配制1631 的水溶液濃度為:4.00X10-4、5.140X10-4、6.70X10-4、8.20X10-4、10.85X10-4、13.6X10-4、16.54X10-4mol/L的溶液各250ml2、 將其在25、30、35恒溫測定各溶液的電導率(由稀濃)取3次測量值的平均值3、 作K-C曲線4、 由K-C曲線求不同t下的CMC值五、 藥品常數(shù)十六烷基三甲基溴化銨(1631):是陽離子SAA、分子式:C16H33(CH3)3NBr分子量:364.446 熔點:250-237,水溶性:13g/L(20)性質:呈白

4、色或淺黃色結晶至粉末狀,易溶于異丙醇、可溶于水、振蕩時產生大量泡沫,具有優(yōu)良的滲透、柔化、抗靜電、生物降解性及殺菌消毒等功能。用途:橡膠、硅油和瀝青乳化劑、纖維的抗靜電劑,護發(fā)素的調理劑、相轉移催化劑、乳液起泡劑、表面活性劑六、 實驗注意事項1、 準確稱取1631藥品,應用已洗凈、干燥的燒杯,并編好號碼;稱取得物質質量應與各濃度對應,偏差不應太大。2、 配制個溶液時,應先在燒杯中加入較少量的水將1631溶解,后移入容量瓶中定容3、 恒溫時,各溫度段范圍內偏差不應>0.5且測量溫度時最好用同一支溫度計且測定試樣的溫度為準。裝試樣的燒杯也應先洗凈、干燥。4、 數(shù)據(jù)應用Origin軟件處理,準

5、確度較高。5、 使用電導率儀時,應按使用說明使用,測不同溫度下的試劑,都要牢記調節(jié)溫度和常數(shù)。6、 測電導率時,應從稀濃度試樣依次測到高濃度試劑,可減少濃度的影響,還可節(jié)約時間。七、 實驗數(shù)據(jù)處理與分析(一) 實驗數(shù)據(jù)處理:十六烷基三甲基溴化銨(1631):M=364.446 g/mol則有各編號的試樣濃度:C=n/V=m/(M。V),M=364.446,V=0.250L試樣濃度計算結果見原始數(shù)據(jù)表;通過作K-C曲線(K為三次電導率測定的平均值),如各溫度下的K-C圖可得:25時,1631水溶液的CMC為9.276736X10-4mol/L30時,1631水溶液的CMC為9.441135X10

6、-4mol/L35時,1631水溶液的CMC為9.636459X10-4mol/L(二) 實驗數(shù)據(jù)分析(1) 從實驗數(shù)據(jù)和K-C圖可看出,在所測得系列稀溶液中,電導率隨1631的濃度增加而上升,但達到一定濃度(CMC)后,電導率上升的趨勢逐漸變緩;同一濃度下,不同溫度時,電導率之間沒有明顯規(guī)律。(2) 從CMC-溫度圖中,可得。溫度升高,CMC亦升高。八、 思考題1、 或臨界膠束濃度的方法還有哪些?對同一種SAA,用不同的方法測出的CMC是否相同?為什么?答:求CMC的方法還有:表面張力法、染料增溶法、光散射法等。、對于同一種SAA,用不同的方法測出的CMC也不相同,因為SAA的一些物理化學性

7、質有膠束形成前后發(fā)生突變,可以借助此類變化來做SAA的CMC所在,但是不同的物理性質和化學性質,對SAA濃度的變化的響應范圍和靈敏度有所不同,從而會導致用不同方法測同一物質的CMC不相同。2、 有些表面活性劑水溶液的濃度電導率曲線轉折點不明項,如何求出CMC?答:從數(shù)據(jù)和K-C圖中可知,電導率隨SAA的濃度增大而上升,但達到一定濃度后,(大致處于曲線的第4-5點之間),直線逐漸變緩,即電導率上升的趨勢變緩,可用Origin軟件,作2,3,4三點連線的趨勢延長線,和5,6,7三點連線的趨勢延長線,兩趨勢延長直線的交點所對應的SAA濃度即為該SAA在該T下的CMC。3、 表面活性劑在水溶液中為什么

8、產生正吸收?答:若溶質在溶液表面層的濃度大于其在溶液體內的濃度時,則稱發(fā)生正吸附,也就是表面活性劑在溶液表面層聚集的現(xiàn)象正吸附因為SAA具有兩親結構(親水基、疏水基),當SAA溶解在水中時,SAA分子會現(xiàn)在水溶液的表層聚集,親水親朝向水溶液中,疏水基朝向空氣,當SAA濃度較低時,SAA幾乎完全集中在溶液表層形成單分子層,降低溶液表面層的表面張力,從而產生了正吸附4、 臨界膠束濃度與那些因素有關?答:(1)結構因素:碳鏈的長度,CMC隨疏水基碳鏈的增長而降低,支鏈的影響,當疏水基連結構有支鏈存在,CMC增大;親水基的種類:親水基的急性增大,CMC也增大:-SO3Na,-SO4Na>-COO

9、Na,-PO4Na>-O-,-OH;親水基多,CMC增大極性基團的溫志:極性基團越靠近C鏈中間位置,CMC越大,混合SAA,由于分子間相互作用產生協(xié)同效應,其CMC較單一SAA的低(3) 環(huán)境因素:T:對離子型SAA,T升高,CMC升高,反離子價數(shù)及極性電解質,在離子型SAA中,加電解質,一方面有同離子效應,中和一部分電荷,另外降少水化率,使CMC下降,長鏈有機物:加入長鏈的有機物(如醇、酰胺等),能吸附在膠束多層,減少膠束化所需的功,減少離子在膠束中的斥力。水結構改進劑:(如尿素、乙醇,甲酰胺等),能破壞水結構,使CMC增大。九、 心得體會1、 在實驗中,烘干燒杯是為了減少因為少量水份對已配的溶液稀釋而引起的誤差,因為此實驗是通過測不同濃度的SAA的電導率來求CMC;在測電導率K時,應從稀濃度依次測到高濃度溶液,其間電極不用洗凈如潤洗,因為從低到高濃度時低濃度液體對高濃度液體的稀釋很少,可忽略不計,又可節(jié)約實驗操作時間。2、 同一溫度下,1631的濃度越

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