电导法测定SDS的CMC 表面活性剂SDS的临界胶束

面活性剂SDS的临界胶束浓度测定及无机盐或有机物对CMC的影响 实验目的 实验原理1 实验原理2 实验原理3 仪器试剂 实验步骤 实验仪器 数据处理 注意事项 思考题 在线测试 在线测试答案实验目的 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 掌握电导率仪的使用方法； 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。表面活性剂的分类 能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。结构：亲水基和憎水基两部分分类：1.阴离子：十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钠，软脂酸钠2.阳离子：十二烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵3.非离子：聚氧乙烯醚，OP-14.两性表面活性剂：甜菜碱系列表面活性剂的作用 润湿作用(wetting action)，渗透作用：用作润湿剂、渗透剂。 乳化作用(emulsification)，分散作用(dispersed action)，增溶作用(solubilization):用作乳化剂、分散剂、增溶剂。 发泡作用(foaming action)、消泡作用(do any with foam):用作起泡剂、消泡剂。 洗涤作用(washing action):用作洗涤剂表面活性剂CMC的测量方法 1.电导法；2.表面张力法；3.光散射法；4.比色法（染料吸附法）：利用某些染料在水中和在胶束中的颜色有明显差别的性质，实验时先在大于CMC的表面活性剂溶液中，加入很少的染料，染料被加溶于胶束中，呈现某种颜色。然后用水滴定稀释此溶液，直至溶液颜色发生显著变化同，此时浓度即为CMC。5.浊度法：在小于CMC的稀表面活性剂溶液中，烃类物质的溶解度很小，而且基本上不随浓度而变，但当浓度超过CMC后，大量胶束形成，使不溶烃类物质溶于胶束中去，致使密度显著增加，表面活性剂有增溶作用。根据浊度的变化可测出一种液体在表面活性剂中的浓度及CMC值。实验原理1 表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质，其分子由极性和非极性两部分组成。按离子的类型可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂三大类； 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)；图1胶束形成过程示意图实验原理2 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实验原理3 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。图325℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系 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值，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。仪器试剂DDS-307型电导率仪1台DJS-1C型铂黑电极1支容量瓶(2000mL)1只容量瓶(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)电导水实验步骤 了解和熟悉DDS-307型电导率仪的构造和使用注意事项; 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0.040mol·L-1的溶液； 将0.040mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为0.002,0.004,0.006,0.008,0.009,0.010,0.012,0.015和0.020mol·L-1的溶液; 测定实验用蒸馏水的电导率； 将0.002mol·L-1SDS溶液倒入恒温瓶中恒温3分钟，用电导率仪测量溶液的电导率，再在该溶液中加入1mL的乙醇（或2mol/LNaCl）恒温3分钟，测定其电导率，再分两次继续加入乙醇或NaCl各1mL，恒温3分钟，测定其电导率； 从稀到浓分别测定上述各溶液及加入乙醇或NaCl的电导率，每个溶液的电导率读数3次，取平均值; 列表记录各溶液对应的电导率; 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。电导率仪的使用1一、仪器的校准1.开机(1) 将电源线插入仪器电源插座，仪器必须有良好接地！(2) 按电源开关，接通电源，预热30min后，进行校准。 校准(1) 量程选择开关指向“检查”；(2) 常数补偿旋钮指向“1”刻度线；(3)温度补偿旋钮指向“25℃”线；(4) 调节校准旋钮，使仪器显示100.0µS/cm，校准完毕。 测量(1) 根据测量范围正确选择具有合适电极常数的电导电极；注：常数为1.0、10类型的电极有“光亮”和“铂黑”二种形式，镀铂电极习惯称作铂黑电极，对光亮电极其测量范围0~300µS/cm为宜 测量范围(μS/cm) 推荐使用电导常数的电极 0~2 0.01，0.1 0~200 0.1，1.0 200~2000 1.0 2000~20000 1.0，10 20000~100000 10电导率仪的使用2(2) 电极常数的设置A.量程选择开关指向“检查”；B.温度补偿旋钮指向“25℃”线；C.调节校准旋钮，使仪器显示100.0µS/cm；D.调节常数补偿旋钮，使仪器显示值与电极所标数值一致。(3) 温度补偿的设置A.如欲得到待测溶液在实际测量温度下的电导率值，则将温度补偿旋钮指向“25℃”线；B.如欲得到待测溶液在25℃时的电导率值，则将温度补偿旋钮指向待测溶液的实际温度值。(4)将量程选择开关指向合适位置进行测定。若测量过程中显示值熄灭，说明测量超出量程范围，应将量程选择开关切换至更高一档量程。 注：C为电极常数 序号 量程选择开关位置 量程范围(μS/cm) 测得电导率(μS/cm) 1 Ⅰ 0~20.0 显示读数×C 2 Ⅱ 20.0~200.0 显示读数×C 3 Ⅲ 200.0~2000 显示读数×C 4 Ⅳ 2000~20000 显示读数×C电导率仪的使用3二、溶液电导率的测定1.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热30分钟。调节恒温水浴的温度至25℃或其它合适的温度；2.电极的电导池常数(电极常数)的标定(1)用蒸馏水洗净烧杯和电极，在烧杯中装入适量的0.01mol·L-1的KCl溶液；(2) 由教材后附录中查出测定温度下0.01mol·L-1的KCl标准溶液的电导率值；(3)校准仪器：温度采用不补偿方式，量程选择开关指向“Ⅲ”，待仪器读数稳定后，调节常数补偿旋钮，使仪器显示值与标准溶液的电导率值一致；(4) 量程选择开关指向“检查”，仪器的显示值即为该电极的电极常数。如：显示值为92.6µS·cm-1，则该电极的电极常数为0.926；显示值为102.2µS·cm-1，则该电极的电极常数为1.0223.用电导率仪从稀到浓分别测定各待测溶液的电导率。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。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。注意事项 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.各溶液测定前必须恒温10min测定时,3.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；4.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；5.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。思考题 若要知道所测得的临界胶束是否准确，可用什么实验方法验证之？ 溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度有关，其关系式可表示为：试问如何测出其热效应值？非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？测试填空题： 表面活性剂分子都是由和两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为、和三大类。(参考答案)(2)表面活性剂溶入水中后，在低浓度时呈。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)(3)用于测定的电极称为电导电极，常用的电导电极有“光亮”和“铂黑”二种形式，光亮的电导电极必须贮存在的地方，铂黑电极必须贮存在中。(参考答案)(4)测定临界胶束浓度的方法很多，常用的有：表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法、光散射法等，其中和比较简便准确。表面张力法既可用于的测定，也可用于的测定；而电导法只适用于的测定。(参考答案)(5)电导率仪在用来测量电导率之前,必须进行校正、校正和的设置。(参考答案)(6)对溶液进行电导的测量时，由于离子在电极上放电，会产生极化现象，因此通常都是用较高____的____电桥来测量的，所用的电极均镀以____以减少极化作用。(参考答案)答案(1)极性，非极性，阳离子型表面活性剂，阴离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂(2)分子状态，胶束，稳定，最低浓度(3)电导率，干燥，蒸馏水(4)表面张力法，电导法，离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂，离子型表面活性剂(5)零点校正，满刻度校正，电导池常数的设置(6)频率，交流，铂黑