表面活性剂临界胶束浓度的测定
表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告
表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的：本实验旨在通过对表面活性剂水溶液的浓度与临界胶束浓度进行测定，探究表面活性剂分子的聚集结构及其对界面性质的影响，为后续的表面化学研究提供基础实验数据。
实验原理：表面活性剂分子在水溶液中可以形成胶束结构，而其临界胶束浓度是指表面活性剂分子开始聚集形成胶束的最低浓度。
当浓度大于临界胶束浓度时，则会出现大量表面活性剂分子的聚集，形成胶束结构。
根据兰伯特—比尔定律（Beer-Lambert Law），当溶液中物质浓度与光强之间的关系为线性关系时，则有吸光度A与浓度c之间的关系式如下：A = εlc其中，A为吸光度，ε为比吸光度，l为光路长，c为物质浓度。
而临界胶束浓度就是吸光度和浓度之间的拐点。
实验步骤：1.取一定比例的表面活性剂，加入稀释液中，调整其浓度分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 mM。
2.每次测量添加2μL红外染料，干燥后加入回收液中，取出60μL至一100μL石英吸光比色皿中，用超净水升至一定体积。
3.使用紫外-可见分光光度计测量样品吸光度，记录下吸光度与浓度之间的关系曲线。
实验结果：在使用紫外-可见分光光度计测量并计算样品吸光度时，可以得到不同浓度下的表面活性剂水溶液的吸光度数值。
利用上述公式，可以将吸光度与浓度之间的关系转化为直线并求出直线交点。
根据实验结果，可以得到表面活性剂的临界胶束浓度约为2.86mM。
同时，从浓度与吸光度之间的关系曲线可以发现，随着浓度的增加，测得的吸光度数值也呈现逐渐增加的趋势，这是因为表面活性剂分子逐渐开始形成胶束结构，从而导致其分子排列与数量的变化，从而影响吸光度的大小。
结论：通过本实验的测定，可以更加深刻地理解表面活性剂分子在水溶液中的聚集行为，并且发现不同浓度下样品的吸光度值存在明显区别，从而进一步确定表面活性剂的临界胶束浓度。
这一理论研究在表面化学领域中有着重要的应用价值。
表面活性剂临界胶束浓度的测定电导法
移液管和容量瓶
用于配制不同浓度的表面活性剂溶液。
03
实验步骤
电导率仪的校准
准备标准溶液
准备已知电导率的标准溶液，用于校准电导率 仪。
校准步骤
将电导率仪的电极浸入标准溶液中，按照仪器 说明书进行校准操作。
校准结果
记录校准结果，确保电导率仪准确度符合要求。
溶液的配置
准备表面活性剂溶液
实验原理
电导法
通过测量电导率随浓度的变化，确定表面活性剂的临界胶束浓度。由于表面活性剂在达到临界胶束浓度前后，其 电导性会发生显著变化，因此可以通过测量电导率的变化来确定临界胶束浓度。
实验步骤
配置不同浓度的表面活性剂溶液，测量其在不同浓度下的电导率，绘制电导率与浓度的关系曲线，确定临界胶束 浓度。
测量电导率
将电极浸入待测溶液中，按照电导率仪说明书进 行测量操作。
3
记录数据
记录测量的电导率数据，并进行分析和处理。
04
数据处理与分析
数据记录与整理
原始数据
记录实验过程中测量的原始电导率数 据，包括不同浓度下的电导率值。
数据整理
将原始数据整理成表格，方便后续分 析。
临界胶束浓度的计算
绘制电导率与浓度的关系图
表面活性剂临界胶束 浓度的测定电导法
目录
• 引言 • 实验材料与设备 • 实验步骤 • 数据处理与分析 • 结论
01
引言
目的和背景
目的
确定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC），了解其在不同浓度下的电导性变化。
背景
表面活性剂是一类能够显著降低溶剂表面张力或界面张力的物质，广泛应用于 洗涤、化妆品、制药等领域。临界胶束浓度是表面活性剂溶液从非胶束状态转 变为胶束状态时的浓度，是表面活性剂的重要参数之一。
表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告
表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的，通过测定表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度，了解其在溶液中形成胶束的临界条件，以及对其胶束结构和性质的影响。
实验原理，表面活性剂是一类分子既有亲水性又有疏水性的化合物，当其在水溶液中浓度达到一定数值时，分子会自组装形成胶束结构。
临界胶束浓度是指表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度。
实验步骤：1. 准备一定浓度的表面活性剂溶液。
2. 采用表面张力计或其他适当仪器，测定不同浓度的表面活性剂溶液的表面张力。
3. 绘制表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线。
4. 通过曲线的拐点或导数最小值所对应的浓度值，即可得到表面活性剂的临界胶束浓度。
实验结果与分析：通过实验测得的表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线，可以清晰地观察到在一定浓度范围内，表面张力随着浓度的增加而迅速下降，随后趋于平稳。
通过对曲线的分析，可以得到表面活性剂的临界胶束浓度为X mol/L。
结论：通过本次实验，我们成功测定了表面活性剂的临界胶束浓度，为进一步研究其在溶液中的行为和应用提供了重要参考。
同时，我们也了解到了表面活性剂在溶液中形成胶束的临界条件，以及其对溶液性质的影响，这对于相关领域的研究具有重要意义。
实验中可能存在的误差：1. 实验过程中，由于仪器精度的限制或操作技巧的差异，测得的数据可能存在一定误差。
2. 实验条件的控制不够严格，可能会对实验结果产生一定影响。
改进方案：1. 在实验中尽量减小操作误差，提高测量精度。
2. 在实验条件的控制上加强，确保实验数据的准确性和可靠性。
总结：通过本次实验，我们对表面活性剂临界胶束浓度的测定有了更深入的了解，同时也认识到了实验中可能存在的误差和改进方案。
这对于今后的相关研究工作具有一定的指导意义。
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)。
表面活性剂临界胶束浓度的测定-电导法
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深入研究影响实验结果的各种因素，如温度、离 子强度等，以优化实验条件，提高测定准确度。
03 深入研究机理
深入探究表面活性剂形成胶束的机理以及电导性 变化的原因，有助于更全面地理解表面活性剂的 聚集行为和性质。
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感谢观看
理论价值
本实验方法可为相关领域的研究提供一种有效的测定手段，有助于推动表面活性 剂相关理论的发展和完善。此外，本实验结果还可以为其他研究提供参考和借鉴 ，促进相关领域的进步。
对未来研究的建议
01 拓展应用范围
进一步探究电导法在测定其他类型表面活性剂临 界胶束浓度的应用，以扩大该方法的应用范围。
02 优化实验条件
分析实验结果
根据实验结果，分析表面活性剂的临 界胶束浓度与电导率之间的关系，并 得出结论。
04
结果与讨论
实验结果
实验数据
通过电导法测定了不同表面活性剂的 临界胶束浓度，并记录了相应的电导 率数据。
数据整理
将实验数据整理成表格，列出各种表 面活性剂的临界胶束浓度和对应的电 导率。
结果分析
01
规律性分析
测量电导率
01 校准电导率计
在进行电导率测量之前，需要先对电导率计进行 校准，以确保测量结果的准确性。
02 测量不同浓度溶液的电导率
电导率测定表面活性剂的临界胶束浓度
电导率测定表面活性剂的临界胶束浓度引言表面活性剂是一类具有显著表面活性的化学物质，广泛应用于日常生活和工业生产中。
表面活性剂在溶液中可以形成胶束结构，其中包括亲水头基团和疏水尾基团。
当表面活性剂浓度达到一定值时，会发生临界胶束浓度效应。
了解和测定表面活性剂的临界胶束浓度对于研究其胶束结构和应用具有重要意义。
本文将介绍电导率法测定表面活性剂的临界胶束浓度的原理和实验方法。
原理电导率法是测定溶液中物质浓度的一种常用方法。
在表面活性剂溶液中，当浓度低于临界胶束浓度时，溶液电导率主要由游离离子贡献，而当浓度超过临界胶束浓度时，由于表面活性剂形成了胶束结构，溶液电导率会显著增加。
因此，通过测量表面活性剂溶液的电导率随浓度变化的曲线，可以确定临界胶束浓度。
实验方法实验仪器和试剂所需实验仪器和试剂如下：•电导仪：用于测量溶液的电导率。
•玻璃容器：用于容纳表面活性剂溶液。
•表面活性剂：选择一种常用表面活性剂，如十二烷基硫酸钠等。
实验步骤1.准备一系列不同浓度的表面活性剂溶液。
可以通过逐步稀释高浓度溶液得到不同浓度的溶液。
每个浓度的溶液至少需要准备3个平行样品。
2.将所需浓度的表面活性剂溶液分别倒入各个玻璃容器中。
3.使用电导仪测量每个溶液的电导率，并记录测量值。
4.根据测量值绘制表面活性剂溶液电导率随浓度变化的曲线。
5.分析曲线，确定电导率发生显著变化的浓度点，该浓度即为表面活性剂的临界胶束浓度。
结果分析通过电导率测定表面活性剂的临界胶束浓度，根据实验数据绘制的电导率曲线可以得到明显的变化点。
该变化点对应的浓度即为表面活性剂的临界胶束浓度。
在实验过程中，可能会发现多个变化点，这是由于表面活性剂胶束结构的变化导致的。
因此，在分析结果时应注意该现象。
应用与展望电导率法测定表面活性剂的临界胶束浓度在实际应用中有着广泛的应用。
了解表面活性剂的临界胶束浓度可以帮助我们确定最佳使用浓度范围，例如在洗涤剂、乳化剂等应用中。
此外，通过调控表面活性剂的临界胶束浓度，还可以改变其溶液性质和应用特性，如增加溶液的稳定性、降低界面张力等。
临界胶束浓度(CMC)的测定
一、实验目得（1）掌握用电导法测定表面活性剂CMC得方法（2）掌握电导率仪得使用二、实验原理SAA溶液得许多物化性质随着胶束得形成而发生突变,因此临界胶束浓度(CMC)就是SAA表面活性得重要量度之一。
测定CMC,掌握影响CMC得因素对于深入研究SAA 得物理化学性质十分重要。
CMC就是在一定温度下某SAA形成胶束得最低浓度。
通常以mol/L或g/L表示之。
一般离子SAA得CMC大致在10-2-10-3mol/L之间,非离子SAA得CMC则在10-4mol/L以下,CMC就是衡量SAA得表面活性与SAA应用中得一个重要物理量。
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,起泡等作用所需得浓度也越低。
右图表面一典型得SAA水溶液得物理化学性质随C变化得关系。
可明显瞧出:在所有物理性质得变化中皆有一转折点。
而此较转折点又都在一个不大得范围内;这就说明表面现象(表面张力及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、以及去污浊度等)有统一得内在联系。
离子型SAA就是由亲水得无机离子与亲油得有机离子构成得离子化合物,如同典型得无机盐一样,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 得水溶液浓度为:4、00X10-4、5、140X10-4、6、70X10-4、8、20X10-4、10、85X10-4、13、6X10-4、16、54X10-4mol/L得溶液各250ml2、将其在25℃、30℃、35℃恒温→测定各溶液得电导率(由稀→浓)→取3次测量值得平均值3、作K-C曲线4、由K-C曲线求不同t下得CMC值五、药品常数十六烷基三甲基溴化铵(1631):就是阳离子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,具有优良得渗透、柔化、抗静电、生物降解性及杀菌消毒等功能。
药剂学实验：实验一 表面活性剂临界胶束浓度的测定
实验一表面活性剂临界胶束浓度的测定一、实验目的掌握电导法和表面张力法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度CMC的原理和方法。
二、实验原理（扫描）具有明显“两亲”性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)，由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类:①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。
表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。
当溶液浓度加大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成“胶束”。
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（critical micelle concentration），简称CMC。
临界胶束浓度是表面活性剂的重要物理性质。
当表面活性剂溶液达到临界胶束浓度后，不仅表面张力不再下降，还有很多和表面活性剂单个分子相关的性质也发生了明显的改变。
如右图所示，溶液的电导率，渗透压，蒸气压，光学性质，去污能力及增溶能力等随浓度的变化关系曲线都有一个明显的转折点。
通过测定表面活性剂这些物理性质的变化，可以测定CMC。
本实验是采用两种方法，即电导法和表面张力法测定阴离子表面活性剂的临界胶束浓度。
电导法原则上讲仅对离子型表面活性剂使用。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到CMC时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导率急剧下降，这样从电导率（κ）对浓度（C）曲线或摩尔电导率（Λm）-C曲线上的转折点可方便地求出CMC。
同理，由表面张力与浓度（σ-c）曲线图所示，开始时σ随浓度增加而迅速下降，之后变化缓慢甚至有所上升，由曲线上的转折点可方便地求出CMC。
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实验二表面活性剂临界胶束浓度的测定
一、实验目的
掌握电导法和表面张力法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度CMC的原理和方法。
二、实验原理（扫描）
具有明显“两亲”性质的分子，即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)，由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等，表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类:①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐(肥皂)，烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠)，烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)等；②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺和十二烷基二甲基氯化胺；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类。
表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三
两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。
当溶液浓度加大到一定
程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形
成“胶束”。
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（critical micelle concentration），简称CMC。
临界胶束浓度是表面活性剂的重要物理性质。
当表面活性剂溶
液达到临界胶束浓度后，不仅表面张力不再下降，还有很多和
表面活性剂单个分子相关的性质也发生了明显的改变。
如右图
所示，溶液的电导率，渗透压，蒸气压，光学性质，去污能力
及增溶能力等随浓度的变化关系曲线都有一个明显的转折点。
通过测定表面活性剂这些物理性质的变化，可以测定CMC。
本实验是采用两种方法，即电导法和表面张力法测定阴离子表面活性剂的临界胶束浓度。
电导法原则上讲仅对离子型表面活性剂使用。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到CMC时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导率急剧下降，这样从电导率（κ）对浓度（C）曲线或摩尔电导率（Λm）-C曲线上的转折点可方便地求出CMC。
同理，由表面张力与浓度（σ-c）曲线图所示，开始时σ随浓度增加而迅速下降，之后变化缓慢甚至有所上升，由曲线上的转折点可方便地求出CMC。
这就是电导法和表面张力法测定CMC的依据。
三、仪器与试剂
仪器：电导率仪，表面张力测定仪，25ml容量瓶，25ml烧杯。
试剂：十二烷基硫酸钠
四、实验步骤
1. 用容量瓶精确配制浓度范围在0.5或0.1也许更好×10-3~2×10-2mol/L 8个不同浓度的十二
烷基硫酸钠水溶液。
2. 从低浓度到高浓度依次测定表面活性剂溶液的电导率值。
3. 从低浓度到高浓度依次测定表面活性剂溶液的表面张力值。
五、数据处理
1.将测得各浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率按Λm=κ/C关系式换算成相应浓度C时的摩尔电导率，并将各数据列表。
2.根据表中的数据作κ-c 图和Λm- c 图，由曲线转折点确定临界胶束浓度的CMC值。
3.记录不同浓度的表面张力。
4.记录测定时的温度。
温度：
六、思考题
1.影响本实验测定的主要因素有那些？（该问题是否保留？）
2.表面活性剂临界胶束浓度的测定药剂学上有何意义？
3.电导测定法是否只适用于离子型表面活性剂？
答：是的。
（补充：对于某些非离子表面活性剂，可与某些离子型材料络合后带电，再采用电导率法进行测定）。