电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度班级：2010级1班学号：20105051181 姓名：芦洋成绩：一、实验目的1、了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2、掌握电导率仪的使用方法；3、用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、实验原理由具有明显“两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。
这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烃基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。
如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，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，C17H35COONa），烷基硫酸钠（十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11SO4Na），烷基磺酸盐（十二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3Na）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（RN(CH3)2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2 Cl）。
3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nH）。
当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图1)；随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
如图2所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
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，以CMC表示。
在CMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）与浓度的关系曲线出现明显转折，如图3所示。
这个现象是测定CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，并作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器和试剂DDS-6700型电导率仪 容量瓶(100mL)DJS-1A 型铂黑电极 移液管(5mL ，10mL ，20mL ，50mL) 恒温水浴 十二烷基硫酸钠(分析纯) 烧杯 试管（大） 四、实验步骤1、将0.020mol ·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别为0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,和0.018 mol ·L-1图2 胶束的球形结构和层状结构示意图图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系的溶液；2、开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min ，调节恒温水浴温度至25℃；3、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。
实验十四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度Ⅰ、目的要求1．用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理3．掌握电导仪的使用方法Ⅱ、基本原理具有明显“两亲”性质的分子，既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，C17H35COONa），烷基硫酸盐（十二烷基硫酸钠，CH3（CH2）11SO4Na），烷基磺酸盐（十二烷基苯磺酸钠，CH3（CH2）11C6H5SO3Na）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（RN(CH3)2HCl）和十二烷基氯化胺（RN(CH3)2Cl）；③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)n H）。
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”。
以胶束形式存在于水中的表面活性剂物质是比较稳定的。
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，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
这种特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明，如图2所示，当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。
表面活性剂为了使自已成为溶液中的稳定分子，有可能采取的两种途径；一是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气；二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
1 只
12只 1 只 1 支 1 支
氯化钾(分析纯)
十二烷基硫酸钠(分析纯) 电导水
实验步骤
1. 了解和熟悉DDS-307型电导率仪的构造和使用注意事项; 2. 用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·-1 的KCl标准溶液； L 3. 十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏 水准确配成0.020mol· -1的溶液； L 4. 将0.020mol· L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为 0.002,0.004,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016, 0.018和0.020 mol· -1的溶液; L 5. 用0.01mol·-1的KCl标准溶液标定电导池常数； L 6. 用电导率仪(1、2、3)从稀到浓分别测定上述各溶液的电 导率。用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电导电极和 容器3次以上，各溶液测定前必须恒温10min，每个溶液的 电导率读数3次，取平均值; 7. 列表记录各溶液对应的电导，并换算成电导率或摩尔电导 率; 8. 实验结束后用蒸馏水洗净试管和电极，并且测量所用水的 电导率。
数据处理
做出电导率(或摩尔电导率)对浓 度的关系图，从图中的转折点处找出 临界胶束浓度 。
ห้องสมุดไป่ตู้
注意事项
1. 稀释十二烷基硫酸钠溶液时，应防止振摇猛烈，产生 大量气泡影响测定； 2. 测定时, 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率, 直 至电导率不再变化后记录数据； 3. 每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和 烧杯，以免溶液浓度变化引起测定误差； 4. 作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合， 找出两条直线，这两条直线的相交点所对应的浓度才 是所求的水溶性表面活性剂的临界胶束浓度。
物化实验电导法水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法和表面张力法分别测定 水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
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（一）实验目的
1. 用电导率法和表面张力法测定十二烷基 硫酸钠的临界胶束浓度。
2. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。 3. 掌握EC215微电脑电导率仪的使用方法。
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（二）/11/10
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5.用表面张力仪测定纯水的压力差, 再从稀到浓分别测定上述各溶液 的压力差。用后一个溶液荡洗前 一个溶液的试管和毛细管, 每一个 溶液读数三次，取平均值。
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6.列表记录各溶液对应的压力差 并计算表面张力值。
CSDS/ mol・L-1 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009
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，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
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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，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
的集团，形成“胶束”。表面活性剂物质在
水中胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，
条件下测定。
物化实验电导法水溶性表面活性剂的临界胶束浓度精品文档
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10
请保护公共仪器设备！ 请注意安全！
谢谢!
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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，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
Pmax /Pa
CSDS/ mol・L-1 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020
Pmax/Pa
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（四）实验结果与分析
1、作出电导率值与浓度的关系图，从
图中转折点处找出临界胶束浓度
2、求出各浓度对应的表面张力，作出 表面张力值与浓度的关系图，从图中转 折点处找出临界胶束浓度
EC215微电脑电导率仪。
3.测定0.002，0.004，0.006，0.007，0.008， 0.009，0.010，0.012，0.014，0.016， 0.018，0.020 mol・L-1的十二烷基硫酸钠 溶液的电导率值。
用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池三 次以上，每一个溶液的电导率读数三次， 取平均值。
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
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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，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
电导法测定水溶表面活剂的临界胶束浓度
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图1 胶束形成过程示意图
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实验原理2
3. 随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能 转变成棒形胶束，以至层状胶束。如图2所示。后者可用 来制作液晶，它具有各向异性的性质。
图2 胶束的球形结构和层状结构
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实验原理3
4. 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，以CMC表示。在CMC点上，由于溶液 的结构改变导致其物理及化学性质与浓度的关系曲线 出现明显转折，如下图所示 。
容量瓶(50mL)
12只
锥形瓶(50mL)
1只
移液管(5mL)
1支
移液管(10mL)
1支
氯化钾(分析纯)
十二烷基硫酸钠(分析纯)
电导水
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实验步骤
1. 了解和熟悉DDS-307型电导率仪的构造和使用
注意事项;
2.用电导水或重蒸馏水准确配制 0.01mol·L-1的
KCl标准溶液；
3. 十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导
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实验步骤
5. 用0.01mol·L-1的KCl标准溶液标定电导池常 数；
6. 用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液 的电导率。用后一个溶液荡洗存放过前一 个溶液的电导电极和容器3次以上，各溶 液测定前必须恒温10min，每个溶液的电 导率读数3次，取平均值;
7. 列表记录各溶液对应的电导，并换算成电 导率或摩尔电导率;
。当溶液浓
度增加到一定程度时，形成
。以胶束形式存在于水中
的表面活性物质比较
。表面活性物质在水中形成胶束
所需的 称为临界胶束浓度。
(参考
答案)
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
1．打开超级恒温水浴槽电源开关，将温度调至25℃。
2．在11只25ml比色管中分别移取1.25、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、17.50、20.00、22.50、25.00ml十二烷基硫酸钠（0.02 M），分别配制0.001、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018、0.020M的待测溶液，然后分成两组用皮筋扎起放入恒温水槽中恒温15min。
3．打开电导率仪电源开关，预热15min将电导池常数旋钮调至电极标明的数值。
4．用电导率仪由低到浓的顺序依次测定样品的电导率，每个浓度测量三次数值。
5．测完后关闭电导率仪电源开关以及超级恒温水浴槽电源开关，将被测溶液倒入废液回收处。
6．实验数据处理。
实验四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度和表面活性相关性的研究
实验四. 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度与表面活性相关性的研究一、实验目的：1.学会用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度；3.理解电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度的原理；2.了解无机盐和有机添加物对表面活性剂临界胶束浓度的影响。
二、实验原理：表面活性剂是那些具有两亲结构，可明显降低体系的表面(或界面)张力，使体系产生润湿、乳化、分散、气泡、增溶等一系列作用的物质。
在表面活性剂溶液中，当表面活性剂浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子将发生缔合，形成胶束(或称胶团)。
表面活性剂溶液形成胶束的浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration),简称CMC。
由于表面活性剂的某些物理化学性质随着胶束的形成而发现突变(如图1)图1 表面活性剂溶液的一些性质与浓度的关系故将CMC看作表面活性剂的一个重要特征，它是表面活性剂表面活性大小的一个度量。
CMC越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面(或界面)饱和吸附的浓度越低，因而改变表面性质起润湿、乳化、分散、气泡、增溶等作用所需浓度就越大，而表面活性剂的表面活性就越大。
测定CMC的方法很多，而电导法是测量离子型表面活性剂CMC值的较为经典的方法。
对于一般的电解质溶液，其导电能力由电导G，即电阻的倒数(1/R)来衡量。
若用电极面积为A，电极间距为L的电导管测定电解质溶液电导时，则有G=1/R=κ(A/L) (1)式中κ是指长1m,截面积为1m2的导体的电导，称作比电导或电导率，单位为S·m-1,L/A称作电镀池常数，电导率κ和摩尔电导Λm有如下关系：Λm=κ/c (2)Λm为1mol电解质溶液的导电能力，称为摩尔电导率，c为电解质溶液的摩尔浓度，Λm随电解质溶液浓度而变。
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，但当溶液的浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的形成，带相反电荷的离子被强烈地吸附在胶团表面上，它们的部分电荷被中和，电导率发生变化，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
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2020年 6 月 9 日 评定
室温：25 0C 大气压：101kpa
一、实验名称：电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
二、实验目的
1. 用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度；
2. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；
3. 掌握电导率仪的使用方法；
4. 培养学生对日常生活中表面活性剂物质性能的测定能力；
三、实验原理
能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质，特别是具有明显“两亲”性质的分子，既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，C 17H 35COONa]，
烷基硫酸盐[十二烷基硫酸钠，CH 3(CH 2)11SO 4Na]，烷基磺
酸盐[十二烷基苯磺酸钠，CH 3(CH 2)11C 8H 5SO 3Na]等；
(2) 阳离子型表面活性剂，多为胺盐，如十二烷基二甲基叔
胺[RN(CH 3)2HCl]和十二烷基二甲基氯化胺[RN(CH 3)Cl]；
(3) 非离子型表面活性基，如聚氧乙烯类
[R -O -(CH 2CH 2O)n H]。
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”。
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(critical micelle concentration )，以CMC 表示。
在CMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1和图2所示。
这个现象是测定CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率(也可 图2 十二烷基磺酸钠水溶液电导率与浓度的关系
图1 十二烷基磺酸钠水溶液的物理性质与浓度的关系
换算成摩尔电导率)，并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度（参见图2）。
四、实验数据及处理：
做出电导值G与浓度c的关系图，从图中转折点找出临界胶束浓度CMC.
表2 各溶液的电导
c/mol·L-10.0020.0040.0060.0070.0080.009
G/S0.2400.3330.4520.5280.6250.631
c/mol·L-10.0100.0120.0140.0160.0180.020
G/S0.6480.7370.8570.977 1.070 1.143
图：
图中转折点找出临界胶束浓度为0.008 mol/L
五、讨论思考
1.非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定CMC？原因是什么？若不能，用
何种方法测定？
非离子型表面活性剂不能用电导法。
因为非离子表面活性剂不会电离出离子，也就不会存在电导率，所以不能用。
可用表面张力法
2.CMC的测定有何实际意义？
（1）.可以巧妙的将溶液设计于所用主要表面活性剂临界胶束浓度之上，使其在使用过程中形成双分子层，即第一层表面活性剂分子的疏水基附着于固体表面，亲水基伸向外面，第二层表面活性剂的亲水基与第一层的亲水基附着，疏水基伸向外面，从而形成独特的亲油性表面。
（2).物质在一定液体有其溶解饱和度，达到饱和度后物质不再溶解，但我们可以利用临界胶束浓度原理，将表面活性剂设计在临界胶束浓度之上，可以大大增加物质的溶解度。