表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法

電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度

表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。2.掌握DDS-11A型電導(dǎo)儀的使用方法。3.用電導(dǎo)法測(cè)定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!表面活性劑及其應(yīng)用表面活性劑分類常用表面活性劑類型表面活性劑效率和有效值膠束臨界膠束濃度親水親油平衡表面活性劑的重要作用浮游選礦乳狀液類型起泡作用增溶作用乳化作用洗滌作用潤(rùn)濕作用2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!常用表面活性劑類型陰離子表面活性劑RCOONa

羧酸鹽R-OSO3Na

硫酸酯鹽R-SO3Na

磺酸鹽R-OPO3Na2

磷酸酯鹽2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!常用表面活性劑類型兩性表面活性劑R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜堿型|CH32022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!表面活性劑效率和有效值表面活性劑效率使水的表面張力明顯降低所需要的表面活性劑的濃度。顯然，所需濃度愈低，表面活性劑的性能愈好。表面活性劑有效值能夠把水的表面張力降低到的最小值。顯然，能把水的表面張力降得愈低，該表面活性劑愈有效。

表面活性劑的效率與有效值在數(shù)值上常常是相反的。例如，當(dāng)憎水基團(tuán)的鏈長(zhǎng)增加時(shí)，效率提高而有效值降低。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!膠束(micelle)2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!膠束(micelle)2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)臨界膠束濃度簡(jiǎn)稱CMC

表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。

這時(shí)溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離，在表面張力對(duì)濃度繪制的曲線上會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!親水親油平衡(hydrophile-lipophilebalance)表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來(lái)衡量，所以Griffin提出了用一個(gè)相對(duì)的值即HLB值來(lái)表示表面活性物質(zhì)的親水性。對(duì)非離子型的表面活性劑，HLB的計(jì)算公式為：HLB值=親水基質(zhì)量親水基質(zhì)量+憎水基質(zhì)量×100/5例如：石蠟無(wú)親水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基，HLB=20。其余非離子型表面活性劑的HLB值介于0～20之間。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!表面活性劑的重要作用表面活性劑的用途極廣，主要有五個(gè)方面：1.潤(rùn)濕作用

表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達(dá)到所需的目的。例如，要農(nóng)藥潤(rùn)濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑；如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于90°。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!表面活性劑的重要作用2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!表面活性劑的重要作用4.乳化作用一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液(O/W)，或以油為連續(xù)相的油包水乳狀液(W/O)。有時(shí)為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑，將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!實(shí)驗(yàn)原理以膠束形式存在于水中的表面活性物質(zhì)是比較穩(wěn)定的。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。當(dāng)表面活性劑溶于水中后，不但定向地吸附在溶液表面，而且達(dá)到一定濃度時(shí)還會(huì)在溶液中發(fā)生定向排列而形成膠束。表面活性劑為了使自己成為溶液中的穩(wěn)定分子，有可能采取的兩種途徑：一是把親水基留在水中，親油基伸向油相或空氣；二是讓表面活性劑的親油基團(tuán)相互靠在一起，以減少親油基與水的接觸面積。

2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!儀器試劑DDS-11A電導(dǎo)率儀一臺(tái)；容量瓶(50mL)12只；260型電導(dǎo)電極一支；溫水浴一套；分析天平1臺(tái)

儀器：試劑：十二烷基硫酸鈉(分析純)

2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!3.用DDS-11A型電導(dǎo)儀從稀到濃分別測(cè)定上述各溶液的電導(dǎo)值。用后一個(gè)溶液蕩洗存放前一個(gè)溶液的電導(dǎo)池三次以上，各溶液測(cè)定時(shí)必須恒溫10min，每個(gè)溶液的電導(dǎo)讀數(shù)三次，取平均值。4.列表記錄各溶液對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)，并換算成電導(dǎo)率或摩爾電導(dǎo)率。

實(shí)驗(yàn)步驟2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!思考題若要知道所測(cè)得的臨界膠束濃度是否準(zhǔn)確，可用什么實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證之？非離子型表面活性劑能否用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定臨界膠束濃度？若不能，則可用何種方法測(cè)之？溶解的表面活性劑分子與膠束之間的平衡溫度和濃度有關(guān)系，其關(guān)系式為：

試問(wèn)如何測(cè)出其熱效應(yīng)△H？表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!表面活性劑分類表面活性劑通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)分類，分為離子型和非離子型兩大類，離子型中又可分為陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。顯然陽(yáng)離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。1.離子型2.非離子型陽(yáng)離子型陰離子型兩性型表面活性劑2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!常用表面活性劑類型陽(yáng)離子表面活性劑R-NH2·HCl

伯胺鹽

CH3|R-N-HCl

仲胺鹽|H

CH3|R-N-HCl

叔胺鹽|

CH3

CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺鹽|CH32022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!常用表面活性劑類型R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑R2N-(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!膠束(micelle)表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!膠束(micelle)2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!膠束(micelle)2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!臨界膠束濃度(criticalmicelleconcentration)2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!親水親油平衡(hydrophile-lipophilebalance)根據(jù)需要，可根據(jù)HLB值選擇合適的表面活性劑。例如：HLB值在2～6之間，可作油包水型的乳化劑；8～10之間作潤(rùn)濕劑；12～18之間作為水包油型乳化劑。HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||

石蠟W/O乳化劑潤(rùn)濕劑洗滌劑增溶劑| |————|聚乙二醇

O/W乳化劑2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!表面活性劑的重要作用2.起泡作用

“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強(qiáng)度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。也有時(shí)要使用消泡劑，在制糖、制中藥過(guò)程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!表面活性劑的重要作用3.增溶作用

非極性有機(jī)物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。經(jīng)X射線衍射證實(shí)，增溶后各種膠束都有不同程度的增大，而整個(gè)溶液的的依數(shù)性變化不大。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!表面活性劑的重要作用5.洗滌作用

洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對(duì)被清洗物體的潤(rùn)濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性劑的去污過(guò)程可用示意圖說(shuō)明：A.水的表面張力大，對(duì)油污潤(rùn)濕性能差，不容易把油污洗掉。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!實(shí)驗(yàn)原理

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)定溶于水中。本實(shí)驗(yàn)利用DDS-11A型電導(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(也可換算成摩爾電導(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)求得臨界膠束濃度。2022/12/9表面活性劑臨界膠束濃度的測(cè)定-電導(dǎo)法共32頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!實(shí)驗(yàn)步驟1.取十二烷基硫酸鈉在80℃烘干3小時(shí)，用電導(dǎo)水或重蒸餾水準(zhǔn)確配制0.002，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.0