表面活性劑的臨界膠束濃度的測定及其影響因素

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室溫：26?3°C表大氣壓：101.27KPa面活的指導(dǎo)老師：性臨劑界?1表面活性配在水中曲行為2010年5月22日表面活性劑的臨界膠束濃度的測定及其影響因素摘要：表面活性劑由于具有潤濕或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗滌、防腐、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用及相應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用，成為一類靈活多樣、用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品。表面活性劑除了在日常生活中作為洗滌劑，其他應(yīng)用幾乎可以覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域。臨界膠束濃度可體現(xiàn)表面活性劑的性能，本文通過測表面張力探求其臨界膠束濃度。關(guān)鍵字：表面活性劑物理化學(xué)應(yīng)用臨界膠束濃度表面張力引言：隨著科技飛速發(fā)展和現(xiàn)代文盟的不斷進(jìn)步，人們對表面活性劑的使用要求也越來越高，即溫和，易生物降解和多功能性，強(qiáng)調(diào)使用安全，生態(tài)保護(hù)和提高效率?？赏ㄟ^測其臨界膠束濃度CMC來反映表面活性劑的性能。臨界膠束濃度CMC是表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）在25°C時呈白色或淺黃色凝膠狀膏體，無異味，活性物含量（％）68-72，游離油（％）<3.5，硫酸鈉（％）<1.5,PH值（25C,2%樣品水溶液）7.0-9.5,色澤（klett,5%活性物水溶液）<30，臨界膠束濃度約0.003mol/L,易溶于水，具有優(yōu)良的去污、乳化、發(fā)泡性能和抗硬水性能，溫和的洗滌性質(zhì)不會損傷皮膚；廣泛應(yīng)用于香波、浴液、餐具洗滌劑、復(fù)合皂等洗滌化妝用品；用于紡織工業(yè)潤濕劑、清潔劑等。本實(shí)驗(yàn)通過測其表面張力來找其臨界膠束濃度；表面張力測定適合于離子表面活性劑和非離子表面活性劑臨界膠束濃度的測定，無機(jī)離子的存在也不影響測定結(jié)果，在表面活性劑濃度較低時，隨著濃度的增加，溶液的表面張力急劇下降，當(dāng)達(dá)到臨界膠束濃度時，表面張力的下降則很緩慢或停止，以表面張力對表面活性劑濃度的對數(shù)作圖，曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)相對應(yīng)的濃度即為CMC。在表面活性劑溶液中添加鹽（含反電離子），使其臨界膠束濃度下降；醇對表面活性劑臨界膠束濃度的影響較復(fù)雜，但一般地隨醇加入量增大而減小，其減小程度與醇的結(jié)構(gòu)有關(guān)，對于脂肪醇來說，其減小表面活性劑臨界膠束濃度的能力隨碳?xì)滏I增加而增加，因?yàn)榇挤肿幽艽┤肽z束形成混合膠束，減小表面活性劑離子間排斥力，同時由于醇分子的加入使體系的熵值增大，所以膠束易于形成和增大，是臨界膠束濃度降低。1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．1學(xué)習(xí)利用表面張力法來測其臨界膠束濃度1.2探究鹽（NaCl）,乙醇對臨界膠束濃度的影響2．實(shí)驗(yàn)原理6=。2 Pi/AP2=K Pi先通過測水的4P,根據(jù)室溫查得水的6求得儀器常數(shù)K然后根據(jù)上式，測出不同濃度AES的APi,求0i作圖Oi—咤Ci,曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即CMCNaCl（反電離子）降低臨界膠束濃度；乙醇降低臨界膠束濃度儀器和藥品AESNaCl乙醇蒸餾水表面張力測定裝置數(shù)字式微壓差測量儀100ml容量瓶（十只）錐形瓶等實(shí)驗(yàn)步驟4.1儀器常數(shù)的測定：仔細(xì)洗凈支管試管和毛細(xì)管，按最大氣泡測定表面張力的裝置圖連接裝置，在滴定漏斗中裝滿水，調(diào)節(jié)微壓差儀，與大氣相通時，壓差為零，加入適量蒸餾水于支管試管中，調(diào)節(jié)毛細(xì)管的高低使其端面相切。注意使毛細(xì)管保持垂直并注意液面位置。打開滴液漏斗活塞進(jìn)行緩慢抽氣，使氣泡從毛細(xì)管口逸出。調(diào)節(jié)水的滴出速度，5?10秒一個,注意氣泡形成的速度應(yīng)保持穩(wěn)定，然后仔細(xì)觀察，記錄最大 AP值三次，取其平均值，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表中查出實(shí)驗(yàn)溫度下純水的表面張力0，求得K4.2AES表面張力測定：先配制0.02mol/L的AES溶液，再稀釋成濃度分別為0.010.0050.00450.0040.00350.0030.00250.0020.00150.001（mol/L）的AES溶液；分別加入支管試管中，按步驟一測其APi,與水比較求其6iNaCl的影響：配制濃度為40g/L的NaCl溶液，取3mlNaCl于樣品濃度為0.0050.0040.00350.0030.00250.0020.00150.001（mol/L）的AES溶液中加去離子水于100ml，同樣方法加人6mlNaCl，9mlNaCl形成三組實(shí)驗(yàn)，按步驟一測其APi,與水比較求其Oi（由于時間不足，本次實(shí)驗(yàn)只做了第一組3ml的）乙醇的影響：取1ml的乙醇于樣品濃度為0.0050.0040.00350.0030.00250.0020.00150.001（mol/L）的AES溶液中加去離子水于100ml，同樣方法加人2ml乙醇，3ml乙醇形成三組實(shí)驗(yàn)，按步驟一測其APi,與水比較求其Oi（由于時間不足，本次實(shí)驗(yàn)只做了第一組1ml的）4.5分別作圖Oi—bgCi,找曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)CMC數(shù)據(jù)處理5.1測得純水在26°C時O=0?07182MmAPl=592PaAP2=594PaAP3=592PaAP平均=592Pa經(jīng)計(jì)算儀器常數(shù)K=0.1211N/m?kPaAES濃度C(mol/L)AP(Pa)儀器常數(shù)N/m?kPa粘度O（N/m）bgCAP1AP2AP3AP平均0.014064054054050.12110.04905-2?000.0053743733733730.12110.04517一2?300.00453733723723720.12110.04505一2?350.0043573573563570.12110.04323-2.400.00353693693693690.12110.04469-2?450.0033333333323330.12110.04033一2?520.00253603603593600.12110.04360-2?600.0023883873863870.12110.04687-2?70

0.00153323313313310.12110.04008一2?820.0015315315305310.12110.06430-3?00如圖可得第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約是咤C=-0.52處，C=0.003mol/L，與理論值一樣5.2加入3ml40g/L的NaCl的影響含3ml40g/L的NaClAES濃度cmi/L)AP(Pa)儀器常數(shù)N/m?kPa粘度（N/m）bgcAP1AP2AP3AP平均0.0053863863863860.12110.04674一2?300.0043773773773770.12110.04565-2?400.00353833833833830.12110.04638-2?450.0033843843843840.12110.04650一2?520.00253913913913910.12110.04735-2?600.0023993993993990.12110.04831-2?700.00153943953943940.12110.04771一2?82

0.0013713713713710.12110.04493-3?00度加了Nacl后的AES濃度的對數(shù)度加了Nacl后的AES濃度的對數(shù)系歹U1如圖第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約為噸C=-2?4處，C=0.004若第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，則臨界膠束濃度變大了，與理論不符；要么是第一次數(shù)據(jù)有誤差，臨界膠束濃度應(yīng)在一個范圍內(nèi)，要么是此處第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)誤差第二個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約噸C=2?7處，C=0.002臨界膠束濃度降低，符合理論依據(jù)5?3加入1ml乙醇的影響含1ml的乙醇AES濃度C(mol/L)LP(Pa)儀器常數(shù)N/m?kPa粘度（N/m）bgCLP1LP2LP3LP平均0.0054034034034030.12110.04880一2?300.0043663673673670.12110.04444-2?400.00353993993993990.12110.04832-2?450.0034024044034030.12110.04880一2?520.00254204204204200.12110.05086-2?600.0024044044034040.12110.04892-2?700.00154244244234240.12110.05135一2?820.0014644644644640.12110.05619-3?00乙醇對臨界膠束濃度的影響如圖第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約為噸C=-2?4處，C=0.004若第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，則臨界膠束濃度變大了，與理論不符；要么是第一次數(shù)據(jù)有誤差，臨界膠束濃度應(yīng)在一個范圍內(nèi)，要么是此處第一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)誤差第二個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約噸C=2?6處，C=0.0025臨界膠束濃度降低，符號理論依據(jù)第三個轉(zhuǎn)折點(diǎn)約噸C=2?7處，C=0.002臨界膠束濃度降低，符合理論依據(jù)6?誤差分析經(jīng)查數(shù)據(jù)AES的臨界膠束濃度在0.003mol/L左右，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在誤差范圍允許內(nèi)，誤差來源有：1?所配制溶液濃度有所偏差2?數(shù)據(jù)式微壓差測量的數(shù)據(jù)隨氣泡冒出速率變化而變化，而在 5?10秒一個都滿足要求，但不能保證每次氣泡速率一致3?儀器的精密度不高4?實(shí)驗(yàn)中有氣泡出現(xiàn)，給測定帶來誤差參考文獻(xiàn)鄒耀洪，魚維潔?溫度，氯化鈉及乙醇對離子型表面活性劑臨界膠束濃度的影響[J]?常熟高專學(xué)報(bào)，2003?朱云云，周長山，林青枝?表面活性劑臨界膠束濃度測定方法的研究[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，1996?趙振華?表面活性劑淺談[J].云南化工，1989.貝澄，楊新長?窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽[J].日用化學(xué)品科學(xué)