電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度課件

電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度2019級(jí)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)

2019年4月電導(dǎo)法測(cè)定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。2.掌握電導(dǎo)儀的使用方法。3.用電導(dǎo)法測(cè)定十二烷基苯磺酸鈉（LAS）的臨界膠束濃度。4.考察氯化鈉濃度對(duì)LAS臨界膠束縛濃度的影響。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解表面活性劑的特性及膠束形成原理。實(shí)驗(yàn)原理

明顯“兩親”性質(zhì)的分子，即含有親油的足夠長的(大于10～12個(gè)碳原子)烴基，又含有親水的極性基團(tuán)。由這一類分子組成的物質(zhì)稱為表面活性劑，表面活性劑分子都是由極性部分和非極性部分組成的。

表面活性劑進(jìn)入水中，在低濃度時(shí)呈分子狀態(tài)，并且三三兩兩地把親油基團(tuán)靠攏而分散在水中。當(dāng)溶液濃度加大到一定程度時(shí)，許多表面活性物質(zhì)的分子立刻結(jié)合成很大的集團(tuán)，形成”膠束”。實(shí)驗(yàn)原理明顯“兩親”性質(zhì)的分子，即含有親油的足夠長的(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。

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。

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)果是十二烷基磺酸鈉水溶液的物理性質(zhì)與濃度關(guān)系圖十二烷基磺酸鈉水溶液的物理性質(zhì)與濃度關(guān)系圖實(shí)驗(yàn)原理1.電導(dǎo)(G)和電導(dǎo)率（）描述導(dǎo)體導(dǎo)電能力的大小，常以電阻的倒數(shù)表示。G=1/R，單位是西門子S。G=

(A/l)或

=(1/A)(1/R)

稱為電導(dǎo)率或比電導(dǎo)(

=1/

),它相當(dāng)于長度為1m,截面積為1m2導(dǎo)體的電導(dǎo),其單位是S·m-1。對(duì)于確定的電導(dǎo)池來說,1/A是常數(shù),稱為電導(dǎo)池常數(shù)。電導(dǎo)池常數(shù)可通過測(cè)定已知電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)(或電阻)來確定。實(shí)驗(yàn)原理1.電導(dǎo)(G)和電導(dǎo)率（）描述導(dǎo)體導(dǎo)電能力的大小2.摩爾電導(dǎo)1mol電解質(zhì)全部置于相距為1m的兩個(gè)電極之間,溶液的電導(dǎo)稱之為摩爾電導(dǎo),以m表示。

如溶液的濃度以C表示,則電導(dǎo)可以表示為:m=/(1000C)式中m的單位是S·m2·mol-1;C的單位是mol·dm-3。2.摩爾電導(dǎo)1mol電解質(zhì)全部置于相距為1m的兩個(gè)電極之間儀器試劑電導(dǎo)率儀一臺(tái)；容量瓶(50mL)12只；電導(dǎo)電極一支；儀器：試劑：十二烷基苯磺酸鈉(分析純)氯化鈉

儀器試劑電導(dǎo)率儀一臺(tái)；儀器：試劑：十二烷基苯磺酸鈉(分析純實(shí)驗(yàn)步驟取2g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液10毫升，測(cè)定其電導(dǎo)。之后，每次加入5毫升稀釋到一定濃度的（氯化鈉稀釋1、2組0.2g/L;3、4組0.4g/L；5、6組0.6g/L；7、8組0.8g/L）氯化鈉溶液進(jìn)行稀釋并測(cè)定電導(dǎo)，一共稀釋測(cè)定18次，至總體積100毫升。2.開通電導(dǎo)率儀的電源預(yù)熱20min。3.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)步驟取2g/L的十二烷基苯磺酸鈉溶液10毫升，測(cè)定其電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)步驟3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表濃度/mol·L-1電導(dǎo)率濃度/mol·L-1電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)步驟3.試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表濃度/mol·L-1電導(dǎo)率濃度數(shù)據(jù)記錄與處理1.計(jì)算各濃度的十二烷基硫酸鈉水溶液的電導(dǎo)率和摩爾電導(dǎo)率。2.將數(shù)據(jù)列表，做κ-c圖與λm—c圖，由曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定臨界膠束濃度CMC值。數(shù)據(jù)記錄與處理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？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：

試問如何測(cè)出其熱效應(yīng)△H？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)方法表面活性劑的滲透，潤濕，乳化，去污，分散，增溶和起泡作用等基本原理廣泛應(yīng)用于石油，煤炭，機(jī)械，化工，冶金，材料及輕工業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，研究表面活性劑溶液的物理溶液化學(xué)性質(zhì)（吸附）和內(nèi)部性質(zhì)（膠束形成）有著重要意義。而臨界膠束濃度（CMC）可以作為表面活性劑的表面活性的一種量度。因?yàn)镃MC越小，則表示這種表面活性劑形成膠束所需濃度越低，達(dá)到表面（界面）飽和吸附的濃度越低。因而改變表面性質(zhì)起到潤濕，乳化，增溶和起泡等作用所需的濃度越低，另外，臨界膠束濃度又是表面活性劑溶液性質(zhì)發(fā)生顯著變化的一個(gè)“分水嶺”。因此，表面活性劑的大量研究工作都與各種體系中的CMC測(cè)定有關(guān)。表面活性劑的滲透，潤濕，乳化，去污，分散，增溶和起泡作用等基測(cè)定CMC的方法很多，常用的有表面張力法，電導(dǎo)法，染料法，增溶作用法，光散射法等。這些方法，原理上都是從溶液的物理化學(xué)性質(zhì)隨濃度變化關(guān)系出發(fā)求得。其中表面張力和電導(dǎo)法比較簡便準(zhǔn)確。表面張力法除了可求得CMC之外，還可以求出表面吸附等溫線，此外還有一優(yōu)點(diǎn)，就是無論對(duì)于高表面活性還是低表面活性的表面活性劑，其CMC的測(cè)定都具有相似的靈敏度，此法