电导法测定表面活性剂临界胶束浓度

实验120　电导法测定表面活性剂临界胶束浓度

实验目的

掌握电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）的原理与方法；加深表面活性剂对溶液物理化学性质影响的理解。

实验原理

在表面活性剂溶液浓度很稀时，当浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子将发生缔合，形成胶束（或称胶团）。对于某种表面活性剂，其溶液开始形成胶束的浓度称为该表面活性剂的临界胶束浓度（critical micell concentration，简称CMC）。

由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质会随着胶束的形成而发生突变（见图6－47），故将CMC看作表面活性剂大小的量度。因此，测定CMC，掌握影响CMC的因素，对于深入研究表面活性剂的物理化学性质是至关重要的。

测定CMC的方法很多，原则上只要使溶液的物理化学性质随着表面活性剂溶液浓度在CMC处发生突变，都可以用来测定CMC。常用的测定方法有以下四种。

图6－47　表面活性剂水溶液的一些物理化学性质影响

1.电导法

2.表面张力法

测定不同浓度下表面活性剂溶液的表面张力，在浓度达到CMC时发生转折。以表面张力（γ）对表面活性剂溶液浓度的对数（lgc）作图，由曲线的转折点来确定CMC。

3.染料法

基于有些染料的生色有机离子吸附于胶束之上，其颜色发生明显的改变，故可用染料作为指示剂，测定最大吸收光谱的变化来确定临界胶束浓度。

4.增溶法

利用表面活性剂溶液对有机物增溶能力随浓度的变化，在CMC处有明显的改变来确定。

本实验采用电导法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度。

对于一般电解质溶液，其导电能力由电导G，即电阻的倒数（1/R）来衡量。若所用电导管电极面积为A，电极间距为l，用此管测定电解质溶液的电导，则

式中：κ是A＝1m²，l＝1m时的电导，称作比电导或电导率，其单位为S·m^－1，l/A称作电导池常数。电导率κ和摩尔电导率Λ_m有下列关系

式中：Λ_m为1mol电解质溶液的电导率；c为电解质溶液的物质的量浓度。Λ_m随电解质浓度改变而变化，对强电解质的稀溶液，有

对于离子型表面活性剂，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，摩尔电导率出现转折，这就是电导法测CMC的依据。

实验用品

仪器　电导率仪；恒温槽；容量瓶；移液管等。

试剂　氯化钾；十二烷基硫酸钠（用乙醇经2～3次重结晶提纯）；电导水等。

实验步骤

（1）电导率的测定。

（2）安装好恒温槽，温度调到（25±0.1）℃。

（3）用50mL容量瓶精确配制浓度范围在3×10^－3～3×10^－2 mol·L^－1的8～10个不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液。配制时最好用新蒸出的电导水。

（4）从低浓度到高浓度依次测定表面活性剂溶液的电导率值。每次测量前电极都要用待测溶液冲洗2～3次。

实验结果与数据处理

（1）计算不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率和摩尔电导率。

（2）将数据列表，作κ－c图，由曲线转折点确定临界胶束浓度。

思考题

（1）为什么要恒温？

（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？若不能，可用何种方法？