电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度讲义（物化）
实验三 电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度 一(目的要求 1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理; 2.掌握DDSJ-308A型电导率仪的使用方法; 3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。 二. 基本原理
(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;
(2)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
(3)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
(4)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 。故将CMC看作表面活性剂的一个重要特征，它是表面活性剂表面活性大小的一个度量。CMC越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面(或界面)饱和吸附的浓度越低，因而改变表面性质起润湿、乳化、分散、气泡、增溶等作用所需浓度就越大，而表面活性剂的表面活性就越大。
图3 25?时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系
测定CMC的方法很多，而电导法是测量离子型表面活性剂CMC值的较为经典的方法。
对于一般的电解质溶液，其导电能力由电导G，即电阻的倒数(1/R)来衡量。若用电极面积为A，电极间距为L的电导管测定电解质溶液电导时，则有
G=1/R=κ(A/L) (1)
2-1式中κ是指长1m,截面积为1m的导体的电导，称作比电导或电导率，单位为S?m,L/A称作电镀池常数，电导率κ和摩尔电导Λ有如下关系: m
Λ=κ/c (2) m
Λ为1mol电解质溶液的导电能力，称为摩尔电导率，c为电解质溶液的摩尔浓度，Λmm随电解质溶液浓度而变。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，但当溶液的浓度达到临界胶束浓度时，
随着胶束的形成，带相反电荷的离子被强烈地吸附在胶团表面上，它们的部分电荷被中和，电导率发生变化，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
本实验通过测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值，作电导率,浓度关系图，由图3中的转折点即可求出十二烷基硫酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。 三(仪器和试剂
1.DDSJ-308A型电导率仪 1 台 2. DJS-1型铂黑电极 1 支 3.锥形瓶(100mL) 6 只 4.容量瓶(100mL) 10只
-3-35. 0.020 mol?dm十二烷基硫酸钠溶液 6. 0.01 mol ?dm KCl标准溶液 四(实验步骤
-3-31(取0.020 mol?dm的十二烷基硫酸钠溶液，用电导水或重蒸馏水0.2 mol?dm准确配制0.002，0.004，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010，0.012，0.012，0.014，0.016，
-30.018mol?dm的十二烷基硫酸钠溶液各100 mL。
浓度mol/L 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 浓溶液体积 (mL)1 浓度mol/L 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 浓溶液体积 (mL)1 -32. 打开恒温水浴调节温度至25?或其它合适温度。开通电导率仪，用0.01 mol ?dm的KCl标准溶液，调节电导池常数。
3.用DDSJ-308A型电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液在定温下的电导率值。用后一个溶液荡洗前一个溶液的电导池三次以上，每个溶液的电导率读数三次，取平均值。
4.实验结束后洗净电极，并测量水的电导率。 五(数据处理
1. 计算各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，做出电导率(或摩尔电导率)对浓度的κ,c图与λ,c图，由曲线转m
折点确定临界胶束浓度CMC值。 六(注意事项
1.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.测定时, 直至电导率不再变化后记录数据;
3.每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和电导池，以免溶液浓度变化引起测定误差;
4.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。 七(思考题
1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, 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,
3实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些, 原始数据记录
电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度 班 级姓 名 ------------ ------------------ 实验温度 电导池常数 ------------------------ 实验组号 水的电导率 ------------------------ 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 次数 1 2 3
平均值 实际电导率
0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 浓度 次数 1 2 3 平均值 实际电导率
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