电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验报告
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度实验报告
    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
  一、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
二、基本原理
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。
  表面活性剂成为溶液中的稳定分子可能采取的两种途径： 1、是把亲水基留在水中，亲油
基伸向油相或空气； 2、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。前者就是表
面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定地溶于水中。
在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达CMC时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。
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；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，
摩尔电导急剧下降，
这就是电导法测定CMC的依据。
本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（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。
三、实验步骤
1．调节恒温水浴温度至25℃
2．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。
每个溶液的电导读数三次，取平均值。
3．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。
四、数据记录与处理
表一：环境条件
表二：实验数据记录
T=25℃
由上表作
出电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图如下:
电导率仪的使用
由图可知，两条折线相交点 32451x + 27787 = 59943x + 65.301 解得：x=7.73×10 mol·dm
即CH3（CH2）11SO4Na的CMC为：7.73×
10
mol·dm
-3
-3
-3
-3
误差分析：
1、在实验过程中，恒温水浴的温度出现波动。
2、量取的十二烷基硫酸钠溶液和电导水的体积不够精确，将他们混合搅拌不够均匀造成误差。
五、思考题
1．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？
答：准确配臵所需要的溶液，求出各个浓度时的电导值，作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的折线图求出转折点处临界胶束浓度，即CMC的值，根据溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度关系式
即可求出其热效应值△H。
2．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？
答：表面张力既可用于离子型表面活性剂的测定，也可用于非离子型表面活性剂的测定；而电导法只适用于离子型表面活性剂的测定。
篇二：电导法测定表面活性剂临界胶束浓度(CMC)
一.实验目的与要求
(1)了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。 （2)用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。  (3)掌握电导率仪的使用方法。
二.实验仪器及药品
仪器:DDS-307型电导率仪2台；电导电极2支；恒温水浴1套；500mL容量瓶4只，100mL容量瓶12只。
试剂:0.050mol/L十二烷基硫酸钠(分析纯)；0.050mol/L十二烷基苯磺酸钠（分析纯）；0.050mol/L十六烷基三甲基溴化铵（分析纯）；0.050mol/L十二烷基三甲基溴化铵（分析纯）；氯化钾(分析纯)，电导水。
三.实验原理
1.表面活性剂的特性及胶束形成原理。
能使溶液表面张力明显降低的溶质称为表面活性剂，表面活性剂分子是由亲水性的极性基团(通常是离子化)和憎水性的非极性基团(具有8-18个碳原子的直链烃或环烃)所组成的有机化合物。按离子的类型可将其分为三大类：  (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)SO4Na],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盐酸盐[叔胺盐，CH3(CH2)11N(CH3 )2 HCL]和十二烷基二甲基苄基氯化铵[季铵盐，C12H23(CH3)2(C6H5CH2)NCL].
(3)非离子型表面活性剂
如聚乙二醇类[HOCH2(CH2OCH2)NCH2OH]。表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子，有可能采取两种途径:一是当它们以低浓度存在于某一体系中时，可被吸附在该体系的表面上，采取极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面而向着空气，形成定向排列的单分子膜，从而使表面吉布斯自由能明显降低；二是当溶液浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子不但在溶液表面聚集而形成单分子层，而且在溶液本体内部表面活性剂的非极性基团相互靠在一起，以减少非极性基团与水的接触面积，当溶液浓度增大到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻聚集成很大的基团，形成“胶束”，如图4-16所示。表面活性物质在水中形成胶束所需要的最低浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration),以CMC表示。随着表面活性剂在溶液中浓度的增加，球形胶束还有可能变成棒形胶束，以致层状胶束，如图4-17所示。后者可用来制造液晶，它具备各向异性的性质。

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