设计性实验十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂临界胶束浓度
物理化学实验报告胶束CMC
（8）测量电导率时，电极下端两块铂黑片必须浸没在待测溶液中。
（9）电导率仪的量程倍数旋钮极易松动，且松动后易混淆倍数识别，使用时要当心，如松动后最好找螺丝刀固定后再进行测量。
七．实验指导
1．表面活性剂是一类结构较特殊的化学物质，在工业、农业以及人们日常生活等多个领域有广泛的应用。其分子结构中既有亲水基团，又有亲油基团（一般为含十几个碳的烃基）。对于离子型表面活性剂，亲水基团是连接与分子上的阳离子（如－NH3+）或阴离子（如－SO32-），分别称为阳离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂。还有一类非离子型表面活性剂，其亲水基团多为羟基（－OH）。
6．将水浴恒温槽温度调到40℃，重复（5）测量各溶液的电导率。
五．数据记录与处理
1．数据记录于下表室温_____23.3℃______大气压____102.54kPa______
十六烷基三甲基溴化铵水溶液浓度c×10-4/mol·L-1
电导率κ×104/S·m-1
T=303 K
T=308 K
T=313 K
分别求出30℃、35℃、40℃下的十六烷基三甲基溴化铵在水中的临界胶束浓度。
温度T/K
T=303K
T=308K
T=313K
临界胶束浓度c×104/mol·L-1
9.00
9.29
9.78
1．说明温度对水中十六烷基三甲基溴化铵的CMC的影响。
十六烷基三甲基溴化铵的CMC随温度的升高而增大
六．思考题
1．何谓表面活性剂的临界胶束浓度？
表面活性剂溶液达到临界胶束浓度以后，溶液的性质，如表面张力、电导率等会发生突变，因而可以根据这些性质的变化求出其临界胶束浓度。对于所有的表面活性剂，理论上可以用表面张力法进行测量，而本实验中的电导率法测量，只适合于离子型表面活性剂。
一些常用表面活性剂的临界胶束浓度
一些常用表面活性剂的临界胶束浓度
当表面活性剂溶液达到临界胶束浓度时，除溶液的表面张力外，溶液的多种物理化学性质，如摩尔电导、粘度、渗透压、密度、光散射等也发生急剧变化。
利用这些性质与表面活性剂度之间的关系，可以推测出表面活性剂的临界胶束浓度。
但采用不同的测定方法得到的临界胶束浓度在数值上可能会有所差别。
而且其数值也受温度、浓度、电解质、pH等因素的影响而发生变化。
表2—14列出了一些常用表面活性剂的临界胶束浓度。
表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定的设计性实验
表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定姓名：学号：温度：大气压：一、实验目的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．设定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，在低浓度是成分散状态，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，浓度再增加，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。
以胶束形式存在与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（见下图），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等。
三、实验要求1．根据本实验提供的仪器与药品：表面张力测定仪；电导率仪；超级恒温槽；十二烷基硫酸钠(SDS)。
设计出2种以上测定CMC的实验方法，用这些方法测定表面活性剂的CMC。
2．确定表面活性剂溶液的浓度范围，写出实验操作步骤，并指出实验的注意事项。
3．采用多种数据处理方法确定CMC。
例如：在表面张力法的处理数据时，可以作σ－c曲线图,由转折点确定CMC；也可以由四个低浓度点和四个高浓度点分别作两条σ－lgc直线，由两线的交叉点确定CMC。
而在用电导法时，可以作κ－c曲线，也可以作Λm－c曲线。
指出转折点明显直观，误差小的数据处理方法。
4．对2种方法测得的数据进行比较，据此分析两种方法的优缺点。
5．实验报告必须打印，数据处理用Origin软件或用Microsoft Excel作图。
四、参考文献1、复旦大学等编，《物理化学实验》（第三版修订本）[M]. 高等教育出版社，2004 年。
ctab的临界胶束浓度
ctab的临界胶束浓度
CTAB（十六烷基三甲基溴化铵），是一种阳离子表面活性剂，常用于分子生物学实验，如核酸的提取和纯化，因为它能够破坏膜脂并沉淀脱氧核糖核酸。
CTAB的一个重要性质是它能在溶液中形成胶束。
胶束形成时所对应的表面活性剂浓度称为临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，CMC）。
CTAB的CMC会受到溶液中的其他成分（如盐类或有机溶剂）、温度和压力等因素的影响。
在纯水中，CTAB的CMC一般在0.9至1.0 mM（毫摩尔每升）范围内，但这个值在不同的条件下会有所变化。
例如，增加溶液的盐浓度通常会降低CTAB的CMC，因为盐类增加了水溶液中的离子强度，从而减少了CTAB分子间的静电排斥力，使得胶束更容易形成。
实验室中确定CTAB的CMC通常可以通过各种方法，包括：
电导率测定：随着表面活性剂浓度的增加，溶液的电导率会发生变化。
在CMC点，胶束的形成导致电导率变化的趋势发生突变。
表面张力测量：表面活性剂的增加会降低溶液的表面张力，达到CMC时，表面张力的下降会停止或显著放缓。
光散射：胶束形成会导致光散射的变化，通过测量散射光强度的
变化可以确定CMC。
荧光探针法：某些荧光染料的荧光特性会因为表面活性剂胶束的形成而改变，通过监测这些变化可以估计CMC。
在应用CTAB时，了解其CMC对于实验的设计和理解结果是非常重要的，特别是在需要利用其胶束形成性质的应用中。
在CTAB作用于生物大分子时，通常希望其浓度超过CMC，以确保形成胶束并有效地与目标分子相互作用。
CMC测定设计实验要求
CMC测定一、设计实验的目的1、使同学掌握探索未知领域的方法，培养同学们独立从事研究工作的能力。
2、了解表面活性剂结构特征及性质、应用，了解胶束的形成及CMC定义及影响CMC的因素。
3、掌握CMC的测定方法及所及仪器的使用方法。
二、实验原理——表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定三、现有实验条件1、实验仪器：DDS-11A型电导率仪、JK99B型全自动表面张力仪、UT-1810型紫外分光光度计。
可采用的方法是电导法、比色法、表面张力法或紫外分光光度法。
2、可供使用表面活性剂：阴离子型：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、阳离子型：十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵3、探针：N,N-二乙基苯胺（DEA）4、添加剂：无水乙醇；氯化钠四、设计实验要求1、分组：每组四人。
（分光光度法测阴离子表面活性剂效果不好）2、确定实验内容及题目，内容要求：选择一种表面活性剂，用电导法和另一种方法测定CMC，并考察温度或添加剂等因素对CMC的影响。
要求各组实验内容不同。
3、准备工作：（上交纸制版）（1）按照实验内容要求认真阅读实验讲义，查阅相关文献，明确胶束的形成，CMC概念、影响因素及测定CMC的意义，掌握测定原理。
（2）以组为单位提出详细的实验方案，包括：1）实验仪器名称、规格、数量，试剂；2）系列溶液的浓度及配制方法，（查出待测物质的CMC文献值，作为确定系列溶液浓度的依据。
）包括：确定配制母液的浓度及体积，避免浪费；如何将母液稀释成系列浓度的待测液；溶液配制时不易溶、易起泡怎么办？应注意什么？）；3）查阅仪器的操作方法；4）明确决定实验成败的关键因素或操作步骤，实验过程中需要注意的问题；5）写出详细的、切实可行的实验操作步骤。
（3）数据处理内容及方法。
（4）明确需要记录的实验数据，并设计记录实验数据表格（5）列出撰写实验报告的目录。
4、提前一周提交实验方案，并结合老师的建议修改实验方案五、根据研究结果撰写论文内容包括：题目：简洁，并准确反映论文内容作者作者单位摘要：200－400字左右，表明研究内容及结果。
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。
电导法测定CTAB的临界胶束浓度及乙醇
电导法测定CTAB的临界胶束浓度及乙醇对它的影响南昌航空大学13229216宋熠1前言1．1表面活性剂【1】表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
由于表面活性剂分子中具有非极性烃链(8个碳原子以上烃链)以及极性基团(如：羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基和醚键等)，使其分子结构具有两亲性。
表活性剂都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型来分，可分为以下三类阴离子型表面活性剂如羧酸盐（如肥皂，C17H35COONa）、烷基硫酸盐［如十二烷基硫酸钠,CH3（CH2）11SO4Na］、烷基磺酸盐［十二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3Na］等。
阳离子型表面活性剂主要是铵盐，如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）1.2.临界胶束浓度【2】由于表面活性剂具有双亲结构，分子有自水中逃离水相而吸附于界面上的趋势，但当表面吸附达到饱和后，再增加浓度时，表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附，这时为了降低体系能量，活性剂分子会相互聚集，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开始形成胶束的浓度（或形成胶束所需的最低浓度）称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,CMC）。
1.3.电导法【3】电导法是利用表面活性剂水溶液电导率随浓度的变化关系，从电导率（к）对浓度（c）曲线上表现为CMC 前后直线斜率的变化,两条不同斜率的直线的交点所对应的浓度即CMC。
原则上，表面活性剂物理化学性质的突变皆可利用来测定表面活性剂的CM C，目前就报道文献来说，测定表面活性剂CMC如电导法，染料法【4】､增溶作用法【5】､表面张力法【6】和NMR【7】方法等，最常用的是表面张力测定和电导测量｡不同方法测定同一表面活性剂的CMC值有一定的差异，也各有特点｡本文利用电导法测定了阳离子型CTAB的CMC值,研究了乙醇对CMC值的影响。
测定十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂的临界胶束浓度
测定十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂的临界胶束浓度应化115班陈长利摘要：凡能显著改变表面（或界面）性质的物质都称为表面活性剂。
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，是表面活性溶液性质的重要表征之一。
表面活性剂的一些理化性质，如表面张力, 摩尔电导率, 渗透压、浊度、光学性质等在临界胶束浓度时都有显著的变化,所以通过测定发生这些显著变化时的转变点,就可以得知。
本文采用电导率法、紫外分光光度法测定CMC，并研究温度对CMC的影响关键词：十六烷基三甲基溴化铵；CMC；电导率法；温度；紫外分光光度法；荧光黄一、实验目的1.了解表面活性剂临界胶束浓度（CMC）的定义及常用测定方法。
2.用电导法及紫外可见分光光度法测定表面活性剂的CMC。
4.分析添加剂对CMC的影响。
二．实验原理1、凡能显著改变表面（或界面）性质的物质都称为表面活性剂。
表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的，分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团。
2、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。
2、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CMC。
CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。
因为CMC越小，则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面饱和吸附的浓度越低。
也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。
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设计性实验报告
实验名称十六烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂的临界胶束浓度的测定及温度、盐的加入量影响因素
的分析
实验报告人高亭亭学号09021201 班级090212
同组人敖文君
实验日期2011 年4 月24 日
室温23.9℃大气压101.02Kpa
指导老师
评分
一、前言：
凡能显著改变表面（或界面）性质的物质都称为表面活性剂[1]。
这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团（离子化的），如肥皂和各种洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成，可分为三类：
（1）阴离子型表面活性剂如羧酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐等。
（2）阳离子型表面活性剂主要是铵盐，如十二烷基二甲酸叔铵。
（3）非离子型表面活性剂如聚氧乙烯类[1]。
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。
表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。
在溶液内部形成胶束(Micelle) 是表面活性剂一个重要的性质[2]。
胶束的形成是发生胶束增溶作用的前提条件，而临界胶束浓度(CMC) 则是表面活性剂在水中形成胶束的标志之一。
临界胶束浓度( C r i t ic a l Mi c e l l C o n c e n t r a t i on 简称C M C ) 是表面活性剂形成胶束( 胶团)的最低浓度. C M C 是表面活性剂与溶液性剂的重要分界线, 由于表面活性剂溶液的一些物理
及化学性质, 如表面张力, 摩尔电导率, 渗透压、浊度、光学性质等在临界胶束浓度时都有显著的变化, 所以通过测定发生这些显著变化时的转变点,就可以得知CMC[3]。
测定表面活性剂的临界胶束浓度的实验原理：
电导法
十六烷基三甲基溴化铵（CTAB ）作为一种阳离子表面活性剂,它们在稀溶液中能电离,分别以正、负离子的形式存在,其稀溶液的性质与正常的强电解质溶液相似,溶液的电导率随浓度的上升而增加。
离子型表面活性剂的导电性质在CMC 前后有很大不同。
在CMC 之前,离子型表面活性剂分子以单个分子导电,浓度增加,电导率成正比的增大;在CMC 之后,溶液中单体浓度达到饱和,表面活性剂分子开始形成胶束,以单体分子和胶束聚集体的形式导电,增加浓度,单体分子数目不再增加,只增加胶束的浓度。
由于胶束是由十几或几十个带电离子的单体构成的大聚集体,带有很高的电荷,由于静电引力的作用,胶束表面的Stern 层[3 ]及扩散层吸附了大量的反离子,这就相当于一部分正负电荷相互抵消,因而其导电性能反
而不如单体离子,在CMC之后,增加表面活性剂浓度,电导率的增大率大大减少。
在浓度—电导率（k~c）图上表现为CMC 前后直线斜率的变化,两条不同斜率的直线的交点所对应的浓度即CMC。
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。
G=1/R=ka/l 式中k为a=1m2、l=1m时的电导，称为电导率：l/a称为电导池常数。
电导率K与摩尔电导率∧m有下列关系：∧m=k/c 式中，∧m为1mol电解质溶液的导电能力，c为电解质溶液的摩尔浓度。
∧m随电解质浓度而变，对强电解质的稀溶液，有∧m=∧m∞-A√c,式中∧m∞为浓度无限稀释时的摩尔电导，A为一常数[4]。
二、仪器和药品
仪器：电导率仪一台（DDS-307型电导率仪，雷磁牌，上海精密科学仪器有限公司）；电导池电极一支（DDS-307型电导率仪，雷磁牌，上海精密科学仪器有限公司）；恒温槽一个（SYC-15B超级恒温水浴槽，南京桑力电子设备厂）；电子天平一台； 150ml烧杯1个； 100ml容量瓶1支；1L容量瓶一支； 10ml移液管各1个。
药品：十六烷基三甲基溴化铵18.2225g，AR；氯化钠100g，AR；蒸馏水。
三、实验方案
注：M CTAB=364.45 其CMC的理论值为 9.11 ×10- 4 mol•L- 1 4
一．电导法测定CMC [5]
1.配制母液（浓度为0.05 mol•L– 1）
准确称取十六烷基三甲基溴化铵18.2225g，在150ml小烧杯中加入20ml蒸馏水溶解，转入1L容量瓶中，再用少许蒸馏水洗涤烧杯三次，洗涤液也转入容量瓶中。
初步摇匀，再加蒸馏水至刻度，摇匀。
2.测定不同浓度表面活性剂的电导率
（1）调节恒温槽温度为25℃，在150ml小烧杯中准确加入20ml蒸馏水，插入电导率电极，保温10分钟，然后测定水的电导率。
（2）用移液管准确加入4ml已恒温的十六烷基三甲基溴化铵溶液于100ml容量瓶中，然后加入蒸馏水至刻度线。
静置三分钟，插入电导率仪电极，测定该溶液的电导率，每个浓度测两次，取其平均值。
（3）采用同样的方法，依次加入已恒温的十六烷基三甲基溴化铵溶液3ml、2.4 ml 、2ml、1.6ml、1ml、0.5ml。
分别测定20×10- 4mol•L –1、15×10- 4mol•L –1、12×10 - 4mol•L – 1、10×10 - 4mol•L – 1、8×10 - 4mol•L – 1、5×10 - 4 mol•L – 1、2.5×10 - 4 mol•L – 1系列浓度十六烷基三甲基溴化铵溶液的电导率。
3. 数据记录及处理
K水=17.31 us/cm
注：k溶液=k测得值——k水
（2）以k~c作图即可求出CMC
综合之后的实验数据得到25℃时CTAB溶液的CMC值为9.18×10 - 4mol·L – 1，而理论值为9.11 ×10- 4 mol•L– 1，相对误差为0.07%
注：
本实验以电导率对浓度作图，电导率测得值与真实值的差值为水的电导率，此值是一个常数，因此本实验也可以电导率的测得值与浓度作图，只是折线会在以电导率真实值为坐标轴的图上上移若干个单位，但是两个方法作图的拐点不会变，因此对实验没有影响。
二、研究表面活性剂CMC的影响因素
(1)温度变化对CMC 值的影响[6]
1.用电导法测定CTAB 水溶液在不同温度下,分别为20 ℃,25 ℃,30 ℃,35 ℃,40 ℃的CMC 值。
2.探讨温度变化对CMC 值的影响
以CMC~T作图，得出结论。
3.数据记录及处理
CTAB在不同温度下的CMC 值
4.结论
随着温度的升高，CTAB溶液的CMC值增大。
(2)加盐量对CMC 值的影响
本实验选用无机盐NaCl ,并测定了加盐量为4g/ L下CTAB溶液的CMC值,以观察加盐量对CMC值的影响。
步骤如下：
1.NaCl母液的配置
称取20.0000gNaCl固体，用1L容量瓶配成20 g/ L的NaCl溶液。
2.不同加盐量浓度的CTAB溶液的配制方法
在前面测定不同浓度溶液的电导率的基础上，只是稍作修改。
在每次取完准确数量的CTAB溶液后，再准确量取20mlNaCl溶液转移到100ml容量瓶中，将烧杯及玻棒洗涤几次，洗涤液同样转移到容量瓶中。
然后加入蒸馏水至刻度线即可。
取少量溶液于试管中，测定此时的电导率。
得到NaCl浓度为4 g/L时，CTAB的CMC。
2. 数据处理：
)
以k~c作图即可求出
CMC
3.结论
40℃条件下，加盐后CTAB溶液的CMC为8.11×10 -4mol•L –1，不加盐时为9.3×10 - 4mol•L – 1，所以加盐后溶液的CMC值减小。
四．参考文献：
[1]唐林，孟阿兰，刘红天.物理化学实验. 北京:化学工业出版社,2008.1.
[2]沈钟,王果庭. 胶体与表面化学[M] . 北京:化学工业出版社,1991. 305.
[3]唐林，孟阿兰，刘红天.物理化学实验. 北京:化学工业出版社,2008.1.
[4]何畏.物理化学实验.北京:科学出版社,2009
[5]庞素娟,吴洪达.物理化学实验.中国▪武汉:华中科技大学出版社,2009.1557
[6]吴丹.理化检测-化学分册.第3 4 卷第3 期.1 9 9 8 年3 月。