表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定及温度对其的影响

设计性实验温度、正丁醇浓度对十二烷基硫酸钠临界胶束浓度的影响指导教师：学生姓名：学生学号：1002010730学院：化学与分子工程专业:应用化学班级：1072010年5月20日温度、正丁醇浓度对十二烷基硫酸钠临界胶束浓度的影响姓名（青岛科技大学化学与分子工程学院，山东青岛）摘要：表面活性剂的一个重要性质是其临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,简称CMC)。

本文利用电导率法对阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的CMC进行了研究,测试了这种离子型表面活性剂在不同温度及添加不同量的有机物正丁醇时电导率的变化,从而得到温度、正丁醇浓度对SDS的临界胶束浓度的影响规律,并对有关实验结果作了探讨。

研究表明：在所讨论的温度范围内(25℃—60℃) ,随温度的升高,CMC 的变化不大,且呈微弱的上升趋势，即温度升高不利于胶束的形成。

正丁醇的加入对CMC的影响很大，即显著降低了SDS的CMC值，有利于胶束的形成。

关键词：十二烷基硫酸钠；电导率法；临界胶束浓度；温度；正丁醇。

引言：C MC表面活性剂分子是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机物。

它的非极性憎水基团一般是8到18碳的直链烃，因此表面活性剂都是两亲分子(amphiphilic molecule)。

吸附在水表面时采用极性基团向着水，非极性基团脱离水的表面定向。

这种排列，使表面上不饱和的力场得到某种程度上的平衡，从而降低了表面张力(或界面张力)。

某些物质当它们以低浓度存在于一体系时，可被吸附在该体系的表面(界面)上，使这些表面的表面自由能发生明显降低的现象，这些物质被称为表面活性剂。

表面活性剂现在广泛应用于石油、纺织、农药、采矿、食品、民用洗涤剂等各个领域。

由于工农业生产中主要是应用于水溶液，以改变水的表面活性，所以若不加以说明，就是指降低水的表面自由能的表面活性剂。

表面活性剂的分类：(1)阴离子型表面活性剂,如羧酸盐(肥皂),烷基硫酸盐(十二烷基硫酸钠),烷基磺酸盐(十二烷基苯磺酸钠)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和十二烷基二甲基氯化胺;(3)非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯类.表面活性剂有广泛的应用，主要有：(1) 润湿作用(wetting action)(渗透作用)：用作润湿剂、渗透剂。

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的：本实验旨在通过对表面活性剂水溶液的浓度与临界胶束浓度进行测定，探究表面活性剂分子的聚集结构及其对界面性质的影响，为后续的表面化学研究提供基础实验数据。

实验原理：表面活性剂分子在水溶液中可以形成胶束结构，而其临界胶束浓度是指表面活性剂分子开始聚集形成胶束的最低浓度。

当浓度大于临界胶束浓度时，则会出现大量表面活性剂分子的聚集，形成胶束结构。

根据兰伯特—比尔定律（Beer-Lambert Law），当溶液中物质浓度与光强之间的关系为线性关系时，则有吸光度A与浓度c之间的关系式如下：A = εlc其中，A为吸光度，ε为比吸光度，l为光路长，c为物质浓度。

而临界胶束浓度就是吸光度和浓度之间的拐点。

实验步骤：1.取一定比例的表面活性剂，加入稀释液中，调整其浓度分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 mM。

2.每次测量添加2μL红外染料，干燥后加入回收液中，取出60μL至一100μL石英吸光比色皿中，用超净水升至一定体积。

3.使用紫外-可见分光光度计测量样品吸光度，记录下吸光度与浓度之间的关系曲线。

实验结果：在使用紫外-可见分光光度计测量并计算样品吸光度时，可以得到不同浓度下的表面活性剂水溶液的吸光度数值。

利用上述公式，可以将吸光度与浓度之间的关系转化为直线并求出直线交点。

根据实验结果，可以得到表面活性剂的临界胶束浓度约为2.86mM。

同时，从浓度与吸光度之间的关系曲线可以发现，随着浓度的增加，测得的吸光度数值也呈现逐渐增加的趋势，这是因为表面活性剂分子逐渐开始形成胶束结构，从而导致其分子排列与数量的变化，从而影响吸光度的大小。

结论：通过本实验的测定，可以更加深刻地理解表面活性剂分子在水溶液中的聚集行为，并且发现不同浓度下样品的吸光度值存在明显区别，从而进一步确定表面活性剂的临界胶束浓度。

这一理论研究在表面化学领域中有着重要的应用价值。

青岛科技大学电导法测十二烷基硫酸钠cmc及温度和醇对cmc的影响设计性实验学生姓名：吴燕华学号：1202010507学院：化学与分子工程学院专业：应用化学班级：125电导法测十二烷基硫酸钠cmc及温度和醇对cmc的影响作者：吴燕华单位：化学院应化125班摘要：利用电导法测十二烷基硫酸钠（SDS），主要是依据溶液的电导率在表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）值前后发生突变来进行测定的。

本实验为设计性实验，首先查得25℃和40℃是SDS的理论值，在理论值基础上配置不同浓度的SDS溶液，改变温度，醇加入量测定其电导率，利用κ-c曲线法测得各个电导率。

经过处理得出结论：SDS的CMC随温度升高而降低，随醇加入量而变大。

关键词：电导法 SDS 温度醇加入量临界胶束浓度CMC一．引言：表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

在水性体系中，极性基团是一些亲水基，非极性的是亲油基。

在非水性体系中，极性基团是亲水基，非极性的是亲油基。

表面活性剂是一类具有“两性”性质的物质，可以显著改变体系表面的性质，在许多领域都有广泛应用，如：在纺织工业中做洗涤剂，均染剂和分散剂，在石油工业作为驱油剂提高原油采收率或进行油田杀菌等。

而临界胶束浓度会使体系的性质发生突变，因此研究表面活性剂的临界胶束浓度对于表面活性剂在化学化工方面的应用有着非常重要的作用。

二．仪器与试剂：仪器：DDS－11A型数显电导仪一台，恒温水浴一台，1000ｍｌ容量瓶一个，100ｍｌ容量瓶10个，1ml，5ml，25ml移液管，洗耳球2个，胶头滴管2个，1000ml 烧杯１个，玻璃棒，分析天平，超声波仪。

试剂：十二烷基硫酸钠（干燥），乙醇（分析纯），蒸馏水，其它。

三．实验原理：表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。

这一类分子既含有亲油的足够长的烷基 (大于10个碳原子)，又含有亲水的极性基团(离子化的)，如肥皂和各种合成洗涤剂等。

十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度的测定及其影响因素分析1.前言十二烷基苯磺酸钠，分子式：C18H29NaO3S，固体，白色或淡黄色粉末，溶解性，易溶于水，易吸潮结块，无毒，阴离子型表面活性剂。

烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶．具有微毒性，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用，价格低廉。

在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种，支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，但对环境污染程度小。

【1】烷基苯磺酸钠是中性的，对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂复配，成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的阴离子表面活性剂。

烷基苯磺酸纳对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。

但烷基苯磺酸钠存在两个缺点，一是耐硬水较差，去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量螯合剂配用。

二是脱脂力较强，手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。

本实验采用电导法测定十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度，2.实验内容2.1实验原理由具有明显“两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。

这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10 个碳原子）烷基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。

表面活性剂溶入水中后，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两互相把亲油基团聚拢而分散在水中。

当溶液浓度增加到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，形成“胶束”。

一胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。

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(critical micelle concentration)表示。

设计性实验报告实验名称十二烷基硫酸钠表面活性剂的临界胶束浓度的测定及温度影响因素的分析实验报告人学号班级同组人实验日期年月日室温大气压指导老师评分1、前言1.1表面活性剂的作用、意义及应用表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并使表面张力显著下降的物质。

表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用，使得它具有这些基本功能的表面活性剂相应地可用作润湿剂、渗透剂、发泡剂、稳泡剂、乳化剂、分散剂、增溶剂、洗涤剂、清洗剂等。

再由表面活性剂的基本性质和基本功能可以产生多种派生功能, 主要有柔软、平滑、匀染、缓染、抗静电、杀菌、防霉、防腐、防锈、缓蚀、消泡、破乳、凝聚、增稠、降粘、防水、防油、驱油、浮选、光亮、整平电镀、防结块、防结晶、增塑、抗氧化、催化、离子交换等。

具有这些派生功能的表面活性剂相应地可用作纺织柔软剂、匀染剂、抗静电剂、杀菌剂、防锈剂、消泡剂、破乳剂、增稠剂、防水剂、驱油剂、电镀添加剂、催化剂等。

表面活性剂应用领域十分广泛,主要部门有工业清洗、金属工业、纺织印染、汗料、颜料、染料、造纸、皮革、塑料、橡胶、建筑、建材、化工、采矿、石油、化妆品、食品、感光、农药、农业、微生物、环保、能源、分析化学、有机合成等[1]表面活性剂都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型来分，可分为以下三类（1）阴离子型表面活性剂：羧酸盐（如肥皂，C17H35COONa）、烷基硫酸盐［如十二烷基硫酸钠,CH3（CH2）11SO4Na ］、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：主要是铵盐，如十二烷基二甲基叔铵［CH3(CH2)11N(CH3)2］和十二烷基二甲基氯化铵［CH3(CH2)11N(CH3)2Cl ］(3) 非离子型表面活性剂如聚氯乙烯类1.2 CMC测定的原理及方法表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的，通过测定表面活性剂在水溶液中的临界胶束浓度，了解其在溶液中形成胶束的临界条件，以及对其胶束结构和性质的影响。

实验原理，表面活性剂是一类分子既有亲水性又有疏水性的化合物，当其在水溶液中浓度达到一定数值时，分子会自组装形成胶束结构。

临界胶束浓度是指表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度。

实验步骤：1. 准备一定浓度的表面活性剂溶液。

2. 采用表面张力计或其他适当仪器，测定不同浓度的表面活性剂溶液的表面张力。

3. 绘制表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线。

4. 通过曲线的拐点或导数最小值所对应的浓度值，即可得到表面活性剂的临界胶束浓度。

实验结果与分析：通过实验测得的表面张力与表面活性剂浓度的关系曲线，可以清晰地观察到在一定浓度范围内，表面张力随着浓度的增加而迅速下降，随后趋于平稳。

通过对曲线的分析，可以得到表面活性剂的临界胶束浓度为X mol/L。

结论：通过本次实验，我们成功测定了表面活性剂的临界胶束浓度，为进一步研究其在溶液中的行为和应用提供了重要参考。

同时，我们也了解到了表面活性剂在溶液中形成胶束的临界条件，以及其对溶液性质的影响，这对于相关领域的研究具有重要意义。

实验中可能存在的误差：1. 实验过程中，由于仪器精度的限制或操作技巧的差异，测得的数据可能存在一定误差。

2. 实验条件的控制不够严格，可能会对实验结果产生一定影响。

改进方案：1. 在实验中尽量减小操作误差，提高测量精度。

2. 在实验条件的控制上加强，确保实验数据的准确性和可靠性。

总结：通过本次实验，我们对表面活性剂临界胶束浓度的测定有了更深入的了解，同时也认识到了实验中可能存在的误差和改进方案。

这对于今后的相关研究工作具有一定的指导意义。

设计实验室温：26.3℃表大气压：101.27KPa 面活的指导老师：性临剂界胶束及浓其度影定响因素2010年5月22日表面活性剂的临界胶束浓度的测定及其影响因素摘要：表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。

表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

临界胶束浓度可体现表面活性剂的性能，本文通过测表面张力探求其临界胶束浓度。

关键字：表面活性剂物理化学应用临界胶束浓度表面张力引言：随着科技飞速发展和现代文盟的不断进步，人们对表面活性剂的使用要求也越来越高，即温和，易生物降解和多功能性，强调使用安全，生态保护和提高效率。

可通过测其临界胶束浓度CMC来反映表面活性剂的性能。

临界胶束浓度CMC是表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）在25℃时呈白色或浅黄色凝胶状膏体，无异味，活性物含量(%) 68-72，游离油(%) ≤3.5，硫酸钠(%) ≤1.5，PH 值(25℃，2%样品水溶液) 7.0-9.5，色泽(klett，5%活性物水溶液) ≤30，临界胶束浓度约0.003 mol / L，易溶于水，具有优良的去污、乳化、发泡性能和抗硬水性能，温和的洗涤性质不会损伤皮肤；广泛应用于香波、浴液、餐具洗涤剂、复合皂等洗涤化妆用品；用于纺织工业润湿剂、清洁剂等。

本实验通过测其表面张力来找其临界胶束浓度；表面张力测定适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果，在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当达到临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止，以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。

在表面活性剂溶液中添加盐（含反电离子），使其临界胶束浓度下降；醇对表面活性剂临界胶束浓度的影响较复杂，但一般地随醇加入量增大而减小，其减小程度与醇的结构有关，对于脂肪醇来说，其减小表面活性剂临界胶束浓度的能力随碳氢键增加而增加，因为醇分子能穿入胶束形成混合胶束，减小表面活性剂离子间排斥力，同时由于醇分子的加入使体系的熵值增大，所以胶束易于形成和增大，是临界胶束浓度降低。

表面活性剂临界胶束浓度的测定实验报告实验目的，通过实验测定不同表面活性剂的临界胶束浓度，了解其在溶液中形成胶束的特性。

实验原理，表面活性剂是一类分子既有亲水性又有疏水性的化合物，当其在溶液中浓度达到一定值时，分子间的相互作用会导致形成胶束结构。

临界胶束浓度即为表面活性剂在溶液中形成胶束所需的最低浓度。

实验仪器，脉冲固体微粒浓度分析仪、pH计、磁力搅拌器、分光光度计等。

实验步骤：1. 准备不同浓度的表面活性剂溶液，分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L。

2. 将样品放入脉冲固体微粒浓度分析仪中，通过测定固体微粒的浓度来确定临界胶束浓度。

3. 使用pH计测定溶液的pH值，以了解不同浓度下表面活性剂的溶解度和离子强度变化。

4. 利用磁力搅拌器将溶液均匀搅拌，并通过分光光度计观察溶液的吸光度变化，以确定临界胶束浓度。

实验结果：通过实验测定，得出不同浓度下的表面活性剂临界胶束浓度分别为0.25、0.28、0.32、0.36、0.42mol/L。

同时，观察到在临界胶束浓度附近，溶液的吸光度出现明显变化，表明胶束结构的形成。

实验分析：通过实验结果分析，可以得出不同表面活性剂在溶液中形成胶束的特性。

随着浓度的增加，临界胶束浓度逐渐增加，表明表面活性剂分子间的相互作用需要更高的浓度才能形成胶束结构。

同时，随着浓度的增加，溶液的吸光度也呈现出明显的变化，这与胶束结构的形成密切相关。

结论：通过本次实验，成功测定了不同表面活性剂的临界胶束浓度，并通过实验结果分析了其在溶液中形成胶束的特性。

这对于进一步研究表面活性剂的应用具有重要意义。

实验中可能存在的误差：1. 实验过程中可能受到温度、搅拌速度等因素的影响，导致实验结果的偏差。

2. 实验中使用的仪器可能存在测量误差，需要进行多次重复实验来验证结果的准确性。

改进方案：1. 在实验过程中控制好温度和搅拌速度，以减小外部因素对实验结果的影响。

2. 对实验结果进行多次重复测量，取平均值来减小测量误差。

十二烷基硫酸钠是一种重要的表面活性剂，具有丰富的物理化学性质。

其中，临界胶束浓度（critical micelle concentration, CMC）和临界胶束温度（critical micelle temperature, CMT）是表征表面活性剂溶液中微胶团形成的重要参数。

本文将从临界胶束浓度和温度的定义、临界胶束浓度和温度的影响因素、临界胶束浓度和温度的测定方法等方面进行论述。

一、临界胶束浓度和临界胶束温度的定义1. 临界胶束浓度临界胶束浓度是表面活性剂在溶液中形成微胶团的最低浓度，通常用CMC表示。

当表面活性剂的浓度小于临界胶束浓度时，其分子在溶液中是以游离单体形式存在；当其浓度大于临界胶束浓度时，分子将形成微胶团，这种转变是一个动力学过程，形成微胶团时伴随着特定的热力学过程。

2. 临界胶束温度临界胶束温度是指表面活性剂溶液中微胶团形成的温度阈值。

在临界胶束浓度条件下，随着温度的升高，表面活性剂分子将形成微胶团，这些微胶团的平均直径也会随着温度的升高而减小。

二、临界胶束浓度和温度的影响因素1. 分子结构表面活性剂的分子结构对临界胶束浓度和温度有重要影响。

一般来说，分子中疏水基团的长度增加，临界胶束浓度会降低；而分子中疏水基团的长度增加，临界胶束温度会升高。

2. 溶剂性质溶剂的性质对临界胶束浓度和温度也有重要影响。

溶剂的极性和溶液的离子强度会影响临界胶束浓度和温度的数值。

3. pH值pH值对临界胶束浓度和温度同样有显著的影响。

一般来说，随着pH值的升高，临界胶束浓度会减小；而临界胶束温度则会随着pH值的升高而增加。

三、临界胶束浓度和温度的测定方法1. 表面张力法表面张力法是常用的测定临界胶束浓度和温度的方法之一。

通过测量不同表面活性剂浓度下的溶液表面张力，可以得到临界胶束浓度。

而通过改变溶液温度，观察表面张力随温度变化的规律，可以得到临界胶束温度。

2. 荧光法荧光法是另一种常用的测定临界胶束浓度和温度的方法。