物理化学实验----表面活性剂临界胶团浓度CMC值的测定
表面活性剂CMC值的测定
物理化学实验报告姓名：学号：指导老师：表面活性张力CMC的测定一、实验目的：1.了解表面活性剂临界胶束浓度的测定原理。
2.掌握临界胶束浓度的测定方法和表面张力仪的使用方法。
3.掌握用电导法测定临界胶束浓度的方法。
二、实验原理：表面活性剂分子：具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物。
当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向，从而使表面自由能明显降低。
在表面活性剂溶液中，当溶液浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子不但在表面聚集而形成单分子层，而且早溶液本体内部也三三两两的以憎水基相互靠拢，聚在一起形成胶束。
形成胶束的最低浓度称为。
表面活性剂随浓度变化的物理化学性质都可以用于测定CMC。
在CMC点，因溶液结构改变，其物理性质，化学性质明显转折。
（表面张力，电导率，渗透压，浊度，光学性质）.作为表面活性剂表面活度的一种量度。
临界胶束浓度小，但激发形成胶束所需浓度小，达到表面饱和吸附的浓度小，改变表面性质所需浓度小。
临界胶束浓度是溶液性质显著变化的“分水岭”。
常用的方法：表面张力法、电导法、染料法等。
本实验采用电导法测定表面活性剂的电导率来确定CMC值。
它是利用离子型表面活性剂水溶液的电导率随浓度的变化关系，作Λm-C1/2曲线，由曲线的转折点求出CMC值。
Λm=κ/C Λm（S·m2 /mol），C（mol/L）若温度恒定，在极稀的浓度范围内，强电解质溶液的摩尔电导率Λm 与其溶液浓度的c1/2成线形关系。
对于胶体电解质，在稀溶液时的电导率，摩尔电导率的变化规律与强电解质一样，但是随着溶液中胶团的生成，电导率和摩尔电导率发生明显变化，这就是确定CMC的依据。
三.实验仪器及试剂：HSS-1B数字式超级恒温浴槽、DDS-11A 型电导仪、50mL比色管、11支移液管、电导电极．0.020mol·L-1 十二烷基磺酸钠溶液。
表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定
表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的及要求1.了解表面活性剂溶液临界胶束浓度（CMC）的定义及常用测定方法。
2.设计两种或两种以上实验方法测定表面活性剂溶液的CMC.二、实验原理凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。
当表面活性剂溶入极性很强的水中时，在低浓度时呈分散状态，并且三三两两地把亲油集团靠拢而分散在水中，部分分子定向排列于液体表面，产生表面吸附现象。
当溶液表面吸附达到饱和后，浓度在增加时，表面活性剂分子会自相缔合，即疏水的亲油集团相互靠拢，而亲水的极性基团与水接触，这样形成的缔合体称为胶束。
以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC）。
在CMC附近由于溶液的结构改变导致其许多性质发生突变，这种现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
所以测定CMC的方法有很多，比如表面张力法、电导法、折光指数法和染料增溶法等。
三、仪器与试剂表面张力测定仪、电导率仪、超级恒温槽、十二烷基磺酸钠一系列浓度的溶液。
四、实验方法4.1. 最大气泡压力法及原理表面活性剂溶液的表面张力随浓度的变化在CMC处同样出现转折，本实验用最大气泡压力法测，这一方法是将毛细管刚好与待测溶液面接触，在毛细管内加压，管端将在液体内形成一气泡，压力达到一定值时管端气泡破裂吹出，压力突然下降，根据Laplace方程，大压力差△Pmax与液体表面张力σ及毛细管半径r有下述关系，△Pmax=2σ／r=kσ。
用同一根毛细管半径r值一定，△Pmax与σ成正比，所以已知水的表面张力，通过测定△Pmax水，可求出k=△Pmax／σ水，再测得不同浓度表面活性剂的水溶液的△Pmax，求得对应的σ，通过σ对表面活性剂的浓度c作图，由曲线的转折点来确定CMC值，或通过由四个低浓度点和四个高浓度点分别作σ-lgc直线，由两线的交叉点确定CMC.4.1.1 实验数据及处理表1.压力差于浓度的关系图1.图2.结论: 由表面张力对浓度作图，如图1，得出CMC 值为0.00963，图2，得出两条直线交点值为CMC 值0.01053，与理论值比较得误差分别为1.7%和7.4%。
CMC的测定 - 报告
物理化学设计性实验——CMC的测定学院：化学与分子工程学院班级：应用化学108班姓名：宁加彬学号：1002010806CMC的测定摘要: 表面活性剂的一个重要性质是其临界胶束浓度(Critical MicelleConcentration,简称CMC)。
本文利用电导率法对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的CMC进行了研究,测试了这种离子型表面活性剂在不同温度时电导率变化,从而得到温度对SDS的临界胶束浓度的影响规律,也利用了分光光度法对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的CMC进行了测定。
并对有关实验结果作了探讨。
关键词: 临界胶束浓度(CMC) ;电导率法；分光光度法；十二烷基硫酸钠(SDS) ;温度。
1.引言：表面活性剂是一种具有两亲性质的物质可以显著的改变体系表面的性质，在许多领域都有应用，如：在纺织工业中做洗涤剂、均染剂和分散剂，在石油工业中作为驱油剂提高原油采收率或进行油田杀菌等。
而临界胶束浓度会使体系的性质发生突变，因此研究表面活性剂的临界胶束浓度对表面活性剂在化学化工方面的应用有着十分重要的作用。
一定条件下的任何纯液体都具有表面张力,20℃时，水的表面张力为72.75ｍＮ·ｍ-1。
当溶剂中溶入溶质时，溶液的表面张力因溶质的加入而发生变化，水溶液表面张力的大小因溶质不同而改变，如一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇则使水的表面张力略有下降，而肥皂和洗衣粉可使水的表面张力显著下降。
使液体表面张力降低的性质即为表面活性。
表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。
此外，作为表面活性剂还应具有增溶、乳化、润湿、去污、杀菌、消泡和起泡等应用性质，这是与一般表面活性物质的重要区别。
表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成，烃链长度一般在8个碳原子以上，极性基团可以是解离的离子，也可以是不解离的亲水基团。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐、磷酸酯基、氨基或胺基及它们的盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键、羧酸酯基等。
表面活性剂CMC测定
表面活性剂CMC测定CMC（临界胶束浓度），即为表面活性剂形成胶束的最低浓度，一般印染厂使用表面活性剂的浓度要稍高于CMC，测定CMC的方法有染料法和表面张力法。
1．染料法染料法是利用某一染料在水中和在表面活性剂胶束中有明显的色泽差异的特点，通过滴定的方法来确定其表面活性剂CMC的浓度。
（1）测定仪器与设备酸式滴定管、烧杯、量筒。
（2）测试试剂和溶液直接天蓝FF（测阳离子表面活性剂）、四碘荧光素（测非离子表面活性剂）、罗达明6G （测阴离子表面活性剂）。
（3）测试方法取100mL阳离子表面活性剂溶液放入烧杯中，其浓度大于CMC，在该溶液中加入少量的直接天蓝FF（其体积可忽略），这时染料很快被溶解于胶束中，呈现出某种颜色，然后在酸式滴定管中加满水（调零）。
用水来滴定，并稀释该溶液，直到溶液的颜色发生明显的变化为止，记下说滴定的水的用量，可计算出稀释后该表面活性剂的浓度，这时该溶液的浓度即为CMC。
同样方法可测定非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的CMC。
2．表面张力法表面活性剂溶液的表面张力随着其浓度的增大而急剧下降，当溶液浓度达到CMC时，其表面张力变化缓慢或不变。
因此可利用此性质来测定不同浓度的表面活性剂的表面张力，然后以浓度和表面张力为坐标，绘制曲线图，起转折点即为临界胶束浓度（CMC）。
（1）测定仪器与设备温度计、烧杯、移液管、表面张力仪。
（2）测试试剂和溶液表面活性剂溶液。
（3）测试方法根据表面张力仪的操作方法，测定不同浓度的表面活性剂的表面张力，然后以表面张力为纵坐标，以表面活性剂溶液浓度（g/L）的对数为横坐标，绘制曲线。
根据所绘制的曲线可求出该表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）。
cmc的测定方法
cmc的测定方法CMC也就是临界胶束浓度，它的测定方法还挺有趣的呢。
一种常见的方法是表面张力法。
想象一下，表面就像一张有弹性的膜，当溶液中的表面活性剂浓度很低的时候，它就像一个个调皮的小捣蛋，在表面上分散着，努力降低表面张力。
随着表面活性剂浓度不断增加，到了CMC的时候，就像突然有了个小聚会，它们开始形成胶束啦，这时候表面张力基本就不再怎么变化了。
我们可以用专门的表面张力仪来测量这个变化过程，就像在观察一场微观世界的小派对。
还有电导法哦。
溶液里的离子就像一群跑来跑去的小电精灵。
在表面活性剂浓度比较低的时候，它们的导电性变化比较有规律。
可是当达到CMC的时候，因为胶束的形成，这些小电精灵的活动环境就变啦，导电性的变化就会出现一个转折点。
通过测量不同浓度下溶液的电导率，就能找到这个关键的CMC啦。
染料法也很奇妙呢。
有些染料特别喜欢和胶束在一起玩耍。
当表面活性剂浓度比较低的时候，染料可能就自己孤零零的。
但一旦到了CMC，胶束形成了，染料就像找到了小伙伴一样，一下子就钻进胶束里了。
这时候溶液的颜色或者吸光度就会发生变化。
我们就可以根据这个变化来确定CMC啦，就像是通过染料的喜好来发现胶束的小秘密。
另外，光散射法也能派上用场。
胶束的大小和单个的表面活性剂分子可不一样呢。
当光照射到溶液里的时候，在CMC之前和之后，散射光的强度会有明显的不同。
因为形成胶束后，就像是出现了一些新的、更大的“小颗粒”，它们散射光的能力就改变了。
用仪器测量光散射的强度变化，就能把CMC给揪出来啦。
这些测定CMC的方法，就像一个个小侦探的工具，帮助我们探索微观世界里表面活性剂的奇妙行为呢。
表面活性剂临界胶束浓度测定
表面活性剂临界胶束浓度测定应化118班于正风 1102010801摘要本文主要介绍了表面活性剂（以SDS为例）的几种物理性质以及其临界胶束浓度的几种测定方法。
包括测定原理、实验方法及方法特点, 并指出了SDS的林临界胶束浓度。
对于理解表面活性剂的性质有较好的参考价值。
关键词表面活性剂; 临界胶束浓度; 测定方法; 测定原理引言表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)作为表面活性剂的表面活性的一种量度, 是其溶液性质发生显著变化的一个分水岭。
由于表面活性剂的一些理化性质在胶束形成前后会发生突变, 因而, 可借助此类变化来表征表面活性剂的CMC。
在药学领域中, 表面活性剂的大量研究工作都与各种体系的CMC测定有关。
常用的CMC测定方法有表面张力法、光散射法、染料增溶性、电导率法等。
但是, 不同理化性质对表面活性剂总浓度变化的响应范围和灵敏度不同, 导致用不同方法测得的CMC的值也各有不同。
本文介绍CMC测定技术的原理及简单的操作方法, 提供大量的物理参数及国内外的最新研究动态, 为表面活性剂在药学中的应用与开发提供理论支持。
临界胶束浓度的形成机制进入水中的表面活性剂分子随着其碳氢链逐渐增长, 它在水中达到一定浓度时, 溶液表面张力不再下降。
为了使整个溶液体系的能量趋于最低, 在溶液内部的双亲分子会自动形成极性基向水碳氢链向内的集合体, 这种集合体称为胶束或胶团 (M icelle), 形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度。
图 1 表面活性剂的排列情况与浓度关系图一表示表面活性剂的浓度变化时, 表面活性剂分子在溶液表面和内部的分布情况。
在浓度很稀时, 若稍增加表面活性剂的浓度, 表面活性剂的一部分很快地聚集在水面, 使水和空气的接触面减小, 从而使表面张力急剧下降, 如图 1( a); 增大表面活性剂浓度, 达到饱和状态时, 液面上刚刚排满一层定向排列的单分子膜, 如图 1( b); 若再增加浓度, 则只能使水溶液中的表面活性分子开始以几十或几百个聚集在一起,排列成憎水基向里,亲水基向外的胶束, 如图 1( c)。
cmc测定方法
cmc测定方法
CMC测定方法是一种用于测定表面活性剂溶液中临界胶束浓度（CMC）的方法。
表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的分子，具有较强的表面活性和分散性。
在一定浓度范围内，这种分子会形成胶束，在胶束中聚集成球形结构，以降低系统的自由能。
临界胶束浓度是指表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度。
CMC测定方法主要有两种：表面张力法和荧光法。
表面张力法是通过测定表面活性剂溶液的表面张力来确定CMC。
随着表面活性剂浓度的增加，表面张力逐渐降低，当达到一定浓度时，表面张力降至最小，这时CMC即为所求。
荧光法是利用表面活性剂分子团在胶束中聚集时形成的荧光现象来确定CMC。
当表面活性剂浓度低于CMC时，荧光强度较弱，而当浓度超过CMC时，荧光强度急剧增加，这时CMC即为所求。
除了以上两种方法外，还有电导法、红外吸收法、核磁共振法等多种CMC测定方法。
在实际应用中，选择合适的CMC测定方法应根据具体情况来确定。
临界胶束浓度(CMC)的测定
一、实验目的（1）掌握用电导法测定表面活性剂CMC的方法（2）掌握电导率仪的使用二、实验原理SAA溶液的许多物化性质随着胶束的形成而发生突变，因此临界胶束浓度（CMC）是SAA表面活性的重要量度之一。
测定CMC，掌握影响CMC的因素对于深入研究SAA的物理化学性质十分重要。
CMC是在一定温度下某SAA形成胶束的最低浓度。
通常以mol/L或g/L表示之。
一般离子SAA的CMC大致在10-2-10-3mol/L之间，非离子SAA的CMC则在10-4mol/L以下，CMC是衡量SAA的表面活性和SAA应用中的一个重要物理量。
因为CMC越小，则表示此种SAA形成胶束所需浓度越低，因此改变表面性质，起到润湿，乳化，增溶，起泡等作用所需的浓度也越低。
右图表面一典型的SAA水溶液的物理化学性质随C变化的关系。
可明显看出：在所有物理性质的变化中皆有一转折点。
而此较转折点又都在一个不大的范围内；这就说明表面现象（表面张力与界面张力随浓度变化有转折点）。
与内部性质（如当量电导、渗透压、以与去污浊度等）有统一的内在联系。
离子型SAA是由亲水的无机离子和亲油的有机离子构成的离子化合物，如同典型的无机盐一样，其在稀水溶液中分别以正负离子形式存在。
因而在稀水溶液中，电导率随C上升，但到达一定浓度后，出现一转折点，直线逐渐变缓。
三、实验仪器、药品仪器：电导率仪烧杯（100ml、7个）温度计（2支）容量瓶（250ml，7只）药品：SAA（1631）、蒸馏水四、实验步骤1、分别配制1631 的水溶液浓度为：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250ml 2、将其在25℃、30℃、35℃恒温→测定各溶液的电导率（由稀→浓）→取3次测量值的平均值3、作K-C曲线4、由K-C曲线求不同t下的CMC值五、药品常数十六烷基三甲基溴化铵（1631）：是阳离子SAA、分子式：C16H33（CH3）3NBr分子量：364.446 熔点：250-237℃，水溶性：13g/L（20℃）性质：呈白色或浅黄色结晶至粉末状，易溶于异丙醇、可溶于水、振荡时产生大量泡沫，具有优良的渗透、柔化、抗静电、生物降解性与杀菌消毒等功能。
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实验三表面活性剂临界胶团浓度CMC值的测定
【实验目的】
了解离子型表面活性剂物质临界胶团浓度(CMC)的测定方法。
【基本原理】
在表面活性剂溶液中，当浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子将会发生缔合，形成胶团，对于某表面活性剂，其溶液开始形成胶团的浓度称为该表面活性剂溶液的临界胶团浓度(Critocal Micelle Concentation缩写为CMC)。
由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶团的形成而发生突变，故将CMC看作是表面活性剂溶液的表面活性的一种量度。
因此测定CMC，掌握影响CMC的因素，对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。
在原则上，表面活性剂溶液随浓度变化的物理化学性质皆可用来测定CMC。
(1)表面张力法：表面活性剂溶液的表面张力随浓度的增长而降低，在CMC处发生转折。
因此，可用表面张力(γ)——对数浓度(logC)曲线的转折点确定CMC值。
该法不只对低表面活性剂溶液敏感,而且对不含杂质的非离子型表面活性剂也适用。
(2)染料吸附法：基于某些染料的生色有机离子吸附于胶团之上而颜色发生明显改变的事实。
用染料做指示剂。
测定最大吸附光谱的变化来确定CMC。
(3)增溶法：利用表面活性剂溶液对物质的增溶能力随浓度的变化来测定CMC 。
(4)电导法：利用离子型表面活性剂水溶液电导率随浓度的变化关系，从电导率(X)-浓度(c)曲线或当量电导(λ)——c 曲线上的转折点求出CMC 值。
此法仅对离子型表面活性剂适用。
而对CMC 值较大，表面活性低的表面活性剂，因转折点不明显而不灵敏，用哪种，则视具体体系而定。
本实验采用DDS-ⅡA 型电导率仪进行电导率测定而确定CMC 。
【测量原理】
电导率仪的工作原理：把振荡器产生的一个交流电压源E 送到电导池R x 与量程电阻(分压电阻)R m 的串联回路中，电导池里的溶液电导愈大R x 愈小，R m 获得的电压E m 也就愈大。
将E m 送至交流放大器放大，再经过讯号整流，以获得推动表头的直流讯号输出，表头直读电导率。
所以有：
m m m cell
m x m ER ER E K R R R X
==++ K cell 为电导池常数，当E 、R m 和K cell 均为常数时，由电导率X 的变化必将引起E m 做相应的变化。
所以测量E m 的大小也就测得溶液电导率的数值。
本机震荡产生低调(约140Hz)和高调(约1100Hz)两个频率，分别作为低电导率测量和高电导率测量的信号源频率.振荡器用变压器耦合输出，因而使信号E 不随R x 变化而变化。
因为测量讯号是交流电，因
而电极极片间及电极引线间均出现了不可忽视的分布电容C0(大约
60PF)，电导池则有电抗存在，这样将电导池看成纯电阻来测量，则存在比较大的误差，特别在0μs·cm-1~0.1μs·cm-1低电导率范围内，此项影响较显著，需要用电容补偿之。
信号源输出变压器的次极有两个输出信号E1和E,E1作为电容的补偿电源。
E1和E的相位相反，所以由E1引起的电流I1流经R m的方向与测量讯号I流经R m的方向相反。
测量讯号I中包括通过纯电阻R x的电流和流过分布电容C0的电流。
调节K6可以使I1与流过C0的电流振幅相等，使它们在R m上的影响大体抵消。
它是利用离子型表面活性剂水溶液的电导率随浓度的变化关系，作κ- c曲线或Λm-c1/2曲线，由曲线的转折点求出CMC值。
对电解质溶液，其导电能力由电导G衡量：G=κ（A/L）其中κ是电导率（μs·cm-1），A/L是电导池常数（cm-1）。
在恒温下，稀的强电解质溶液的电导率κ与其摩尔电导率Λm的关系为：Λm=κ/c其中Λm（μs·cm2·mol-1），c （mol/L）。
若温度恒定，在极稀的浓度范围内，强电解质溶液的摩尔电导率Λm与其溶液浓度的c1/2成线形关系。
对于胶体电解质，在稀溶液时的电导率，摩尔电导率的变化规律与强电解质一样，但是随着溶液中胶团的生成，电导率和摩尔电导率发生明显变化，这就是确定CMC的依据。
【实验仪器及药品】
DDS-ⅡA型电导率仪、恒温槽(25℃)
表面张力仪(泡压法)，100ml容量瓶9个。
5ml移液管1支，
十二烷基硫酸钠，电导水。
【实验步骤】
1. 配制0.2M/L的十二烷基硫酸钠溶液100ml待用。
2. 吸取0.2M/L的十二烷基硫酸钠溶液于100ml容量瓶中，用电导水配制成浓度范围为3×10-3~2×10-2M/L的溶液8个。
3. 应用DDS-ⅡA型电导率仪在恒温25℃条件下测定各溶液的电导率。
读数三次,取平均数，每次换溶液时都必须先用蒸馏水洗铂黑电极和电导池三次。
再用少量待测液洗铂黑电极和电导池三次.然后再测定，测定时必须从低浓度到高浓度依次进行。
【实验结果与分析】
1. 实验数据记录
2. 由实验数据，利用作图法求CMC值
3. 实验结果分析：。