电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
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电导法测定水溶性表面活性剂临界胶束浓度
由于表面活性剂溶液的许多物理化学性质随着胶束的形成 而发生突变，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。
实验原理
测定CMC的方法很多，原则上只要使溶液物理化学性质随着表面活性
剂溶液浓度在CMC处发生突变，都可以利用来测定CMC，常用的测定的
溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡 同浓度有关，其d 关lndcT系CMC式 可2R表HT2示为：
试问如何测出其热效应ΔH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？若不能，则可用何种方 法测之？
实验步骤
用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol.dm-3 的KCl标准溶 液。
取十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时，用电导水或重蒸馏 水准确配制0.002，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010， 0.012，0.014，0.018，0.020 mol.dm-3的十二烷基硫酸钠溶 液各100mL.
式中：к是Ａ＝1m2、L＝1m的电导，称作比电导或电导率， 其单位为Ω-1·m-1；L/A称作电导常数。
实验原理
Λ随电解质浓度而变，对强电解质的稀溶液，Λ0为浓度无限 稀时的摩尔电导，Ａ为常数。
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，摩尔电导出现转 折，这就是电导法测CMC的依据。
折。以表面张力（σ）和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
，故可用染料作用指示剂，测定最大吸收光谱的变化来确定临界胶束浓
实验原理
测定CMC的方法很多，原则上只要使溶液物理化学性质随着表面活性
剂溶液浓度在CMC处发生突变，都可以利用来测定CMC，常用的测定的
溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡 同浓度有关，其d 关lndcT系CMC式 可2R表HT2示为：
试问如何测出其热效应ΔH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？若不能，则可用何种方 法测之？
实验步骤
用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol.dm-3 的KCl标准溶 液。
取十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时，用电导水或重蒸馏 水准确配制0.002，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010， 0.012，0.014，0.018，0.020 mol.dm-3的十二烷基硫酸钠溶 液各100mL.
式中：к是Ａ＝1m2、L＝1m的电导，称作比电导或电导率， 其单位为Ω-1·m-1；L/A称作电导常数。
实验原理
Λ随电解质浓度而变，对强电解质的稀溶液，Λ0为浓度无限 稀时的摩尔电导，Ａ为常数。
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，摩尔电导出现转 折，这就是电导法测CMC的依据。
折。以表面张力（σ）和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
，故可用染料作用指示剂，测定最大吸收光谱的变化来确定临界胶束浓
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、实验目的1、用电导法测定阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度(CMC)，加深对表面活性剂性质的理解。
2、掌握电导仪的使用方法。
3、了解测量CMC的各种实验方法。
二、实验原理本实验通过水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的测定掌握一些电化学测定方法。
表面活性剂是具有明显“两亲”性质的分子，既含有亲油的长链或支链（大于10-12个碳原子）非极性烷基，称为尾基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的) ，称为头基。
若按离子的类型分类，可分为三大类：①阴离子型表面活性剂②阳离子型表面活性剂③非离子型表面活性剂当表面活性剂溶于水中后，低浓度时呈分子状态分散在水中。
当溶液浓度增加到一定程度时，许多表面活性剂分子不但定向地吸附在水溶液表面，而且还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。
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。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
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、蒸气压、电导率、渗透压、浊度、增溶作用、去污能力、光学性质等) 与浓度的关系曲线出现明显转折，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性。
只有在表面活性剂的浓度稍高于其临界胶束浓度时，才能充分发挥其作用（润湿、乳化、去污、发泡等）, 所以CMC是表面活性剂的一种重要量度。
图2 表面活性剂水溶液的物理性质和浓度关系浓度表面活性剂溶液的性质测定表面活性剂溶液的CMC 有各种方法，如表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法等。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导率k 、摩尔电导率Λm 随浓度的变化规律和强电解质一样；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（如图2、3）。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
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．了解表面活性的特性及胶束形成原理；2．掌握电导率仪的使用方法；3．用电导法测定某表面活性剂（十二烷基硫酸钠）的临界胶束浓度。
二、基本原理由具有明显“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）。
如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三类：1、阴离子型表面活性剂：如羥酸盐（肥皂，C17H35COONa）,烷基硫酸盐（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：主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺（RN（CH3）2HCl和十二烷基二甲基氯化胺（RN（CH3）2Cl）。
3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-（CH2CH2O）nH）。
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。
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）与浓度的关系曲线出现明显转折。
这个现象是测定CMC 的试验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
这种特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明，当表面活性剂溶于水后，不但可以定向的吸附在水溶液表面，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，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：一是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气；二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基于水的接触面积。
【7A文】大学物理化学实验报告-电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验名称电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度日期20XX.6.26班级11应化2姓名李阳学号1131222成绩一、目的和要求1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2.掌握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)；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。
图325℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系5.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。
三、仪器、试剂DDS-6700型电导率仪DJS-1A型铂黑电极恒温水浴容量瓶(100mL)移液管氯化钾(分析纯)十二烷基硫酸钠(分析纯)试管四、实验步骤1.了解和熟悉DDS-6700型电导率仪的构造和使用注意事项;2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液；3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成0.100mol·L-1的溶液；4.将0.100mol·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、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018和0.020mol·L-1的溶液各100ml；5.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min。
物化实验电导法水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验三
电导法和表面张力法分别测定 水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
2019/11/10
1
（一）实验目的
1. 用电导率法和表面张力法测定十二烷基 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EC215微电脑电导率仪的使用方法。
2019/11/10
2
（二）/11/10
6
5.用表面张力仪测定纯水的压力差, 再从稀到浓分别测定上述各溶液 的压力差。用后一个溶液荡洗前 一个溶液的试管和毛细管, 每一个 溶液读数三次，取平均值。
2019/11/10
7
6.列表记录各溶液对应的压力差 并计算表面张力值。
CSDS/ mol・L-1 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009
和非极性部分组成的，若按离子的类
型分类，可分为三大类：
①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐（肥皂，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
2019/11/10
3
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。当溶液浓度加大到一定程度时，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
的集团，形成“胶束”。表面活性剂物质在
水中胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，
条件下测定。
电导法和表面张力法分别测定 水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
2019/11/10
1
（一）实验目的
1. 用电导率法和表面张力法测定十二烷基 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EC215微电脑电导率仪的使用方法。
2019/11/10
2
（二）/11/10
6
5.用表面张力仪测定纯水的压力差, 再从稀到浓分别测定上述各溶液 的压力差。用后一个溶液荡洗前 一个溶液的试管和毛细管, 每一个 溶液读数三次，取平均值。
2019/11/10
7
6.列表记录各溶液对应的压力差 并计算表面张力值。
CSDS/ mol・L-1 0.002 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009
和非极性部分组成的，若按离子的类
型分类，可分为三大类：
①阴离子型表面活性剂，如羧酸盐（肥皂，
C1钠二等7H；，烷35CC基OHO苯3(NC磺aH）酸2)，1钠1S烷，O基4CN硫Ha）3酸(C，盐H烷2（)1基1十C6磺二H5酸烷SO盐基3N（硫a酸）十
②阳离子型表面活性剂，主要是胺盐，如十二 烷氯化基胺叔（胺R（NR(CNH(C3)H3C3)l2）HC；l）和十二烷三甲基
③非离子型表面活性剂，如聚氧乙烯类（R— O—(CH2CH2O)nH）。
2019/11/10
3
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。当溶液浓度加大到一定程度时，
许多表面活性剂物质的分子立刻结合成很大
的集团，形成“胶束”。表面活性剂物质在
水中胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，
条件下测定。
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度
2. 溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡温度 和浓度有关系，其关系式为：
dlnc Δ H C M C = d T 2 R T2
试问如何测出其热效应△H？
表面活性剂的渗透，润湿，乳化，去污，分散，增溶和起 泡作用等基本原理广泛应用于石油，煤炭，机械，化工， 冶金，材料及轻工业，农业生产中，研究表面活性剂溶液 的物理溶液化学性质（吸附）和内部性质（胶束形成）有 着重要意义。而临界胶束浓度（CMC）可以作为表面活性 剂的表面活性的一种量度。因为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（界面）饱和 吸附的浓度越低。因而改变表面性质起到润湿，乳化，增 溶和起泡等作用所需的浓度越低，另外，临界胶束浓度又 是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。 因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系中的CMC 测定有关。
测定CMC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。这些方法，原理上都是 从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。其中表 面张力和电导法比较简便准确。表面张力法除了可求得 CMC之外，还可以求出表面吸附等温线，此外还有一优点， 就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂， 其CMC的测定都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干 扰，也适合非离子表面活性剂，电导法是经典方法，简便 可靠。只限于离子性表面活性剂，此法对于有较高活性的 表面活性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏 度，因此配制溶液应该用电导水。
2019/2/11
电导法测定水溶性表面活 性剂的临界胶束浓度
2008级物理化学实验
2010年4月
实验目的
1. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。 2. 掌握电导仪的使用方法。 3. 用电导法测定十二烷基苯磺酸钠（LAS） 的临界胶束浓度。 4.考察氯化钠浓度对LAS临界胶束缚浓度的 影响。
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
1．打开超级恒温水浴槽电源开关，将温度调至25℃。
2．在11只25ml比色管中分别移取1.25、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、17.50、20.00、22.50、25.00ml十二烷基硫酸钠（0.02 M），分别配制0.001、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018、0.020M的待测溶液，然后分成两组用皮筋扎起放入恒温水槽中恒温15min。
3．打开电导率仪电源开关，预热15min将电导池常数旋钮调至电极标明的数值。
4．用电导率仪由低到浓的顺序依次测定样品的电导率，每个浓度测量三次数值。
5．测完后关闭电导率仪电源开关以及超级恒温水浴槽电源开关，将被测溶液倒入废液回收处。
6．实验数据处理。
实验四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度和表面活性相关性的研究
实验四. 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度与表面活性相关性的研究一、实验目的：1.学会用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度；3.理解电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度的原理；2.了解无机盐和有机添加物对表面活性剂临界胶束浓度的影响。
二、实验原理：表面活性剂是那些具有两亲结构，可明显降低体系的表面(或界面)张力，使体系产生润湿、乳化、分散、气泡、增溶等一系列作用的物质。
在表面活性剂溶液中，当表面活性剂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)。
表面活性剂溶液形成胶束的浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration),简称CMC。
由于表面活性剂的某些物理化学性质随着胶束的形成而发现突变(如图1)图1 表面活性剂溶液的一些性质与浓度的关系故将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。
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)式中κ是指长1m,截面积为1m2的导体的电导，称作比电导或电导率，单位为S·m-1,L/A称作电镀池常数，电导率κ和摩尔电导Λm有如下关系：Λm=κ/c (2)Λm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，Λm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。
实验十八电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
2）加深对表面活性剂的结构特性及胶束形 成原理的理解；
3）学习用电导法测定十二烷基硫酸钠的临 界胶束浓度；
4）掌握无机电解质对表面活性剂临界胶束 浓活性剂的CMC-实验原理
一、关于表面活性剂 定义、分类、性质 二、关于胶束及CMC 三、CMC测定原理
性质：表面活性剂有两个重要性质，一是在各种界面上的 定向吸附，一个是在溶液内部能形成胶束。前一种性质是 许多表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂的根据，后 一种性质是表面活性剂有增溶作用的原因。
电导法测定水溶性表面活性剂的CMC-实验原理
二、关于胶束和CMC 表面活性剂分子在水溶液表面的排列：单个的表面活性剂分子溶
于水后完全被水分子包围，亲水集团受到水分子吸引，亲油基受 到排斥而有自水中逃离的趋势，这就意味着表面活性剂分子占据 溶液表面---在表面上吸附，将亲油基伸向空气。 胶束：当表面吸附达到饱和后，溶液浓度继续增加，则溶液内部 的表面活性剂分子采取另外一种逃离方式，以使体系达到能量最 低。此时分子中的亲油基通过分子间的吸引力相互缔合在一起， 亲水基朝向水中，形成胶体大小的质点，这种具有表面活性的缔 合胶体溶液和一般胶体体系不同，通常称其为“胶束”。 CMC：以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, （critical micelle concentration），简称CMC。
6）测试完毕，清洗电极。
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，作к—C，—图，由曲线转 折点确定临界胶束浓度CMC值。
实验评注与拓展
注意事项： 1）配制的溶液必须保证表面活性剂完全溶解。 2）电导率的测量要在恒温条件下测试。3）测量CMC浓度
3）学习用电导法测定十二烷基硫酸钠的临 界胶束浓度；
4）掌握无机电解质对表面活性剂临界胶束 浓活性剂的CMC-实验原理
一、关于表面活性剂 定义、分类、性质 二、关于胶束及CMC 三、CMC测定原理
性质：表面活性剂有两个重要性质，一是在各种界面上的 定向吸附，一个是在溶液内部能形成胶束。前一种性质是 许多表面活性剂用作乳化剂、起泡剂、润湿剂的根据，后 一种性质是表面活性剂有增溶作用的原因。
电导法测定水溶性表面活性剂的CMC-实验原理
二、关于胶束和CMC 表面活性剂分子在水溶液表面的排列：单个的表面活性剂分子溶
于水后完全被水分子包围，亲水集团受到水分子吸引，亲油基受 到排斥而有自水中逃离的趋势，这就意味着表面活性剂分子占据 溶液表面---在表面上吸附，将亲油基伸向空气。 胶束：当表面吸附达到饱和后，溶液浓度继续增加，则溶液内部 的表面活性剂分子采取另外一种逃离方式，以使体系达到能量最 低。此时分子中的亲油基通过分子间的吸引力相互缔合在一起， 亲水基朝向水中，形成胶体大小的质点，这种具有表面活性的缔 合胶体溶液和一般胶体体系不同，通常称其为“胶束”。 CMC：以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, （critical micelle concentration），简称CMC。
6）测试完毕，清洗电极。
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，作к—C，—图，由曲线转 折点确定临界胶束浓度CMC值。
实验评注与拓展
注意事项： 1）配制的溶液必须保证表面活性剂完全溶解。 2）电导率的测量要在恒温条件下测试。3）测量CMC浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
大学化学实验
BUCT
思考题
实验预习提问
问题一：本实验所用仪器及其型号是什么？ 问题二：通过预习并结合以前所学知识概述什 么是表面活性剂？并举例说明。 问题三：什么叫做临界胶束浓度CMC？ 问题四：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？ 问题五:实验误差有存在哪些?
G = κ（A/L）
其中κ是电导率（S· m-1），A/L是电导池常数（m-1）。
大学化学实验
BUCT
在恒温下，稀的强电解质溶液的电导率κ与 其摩尔电导率Λm的关系为： Λm=κ/c 其中Λm（S· m2· mol-1）， c（molm-3） 若温度恒定，在极稀的浓度范围内，强电解质 溶液的摩尔电导率Λm与其溶液浓度的c1/2成线 性关系。对于胶体电解质，在稀溶液时的电导 率，摩尔电导率的变化规律与强电解质一样， 但是随着溶液中胶团的生成，电导率和摩尔电 导率发生明显变化，这就是确定CMC的依据。
大学化学实验
BUCT
上面的几种方法大致可以表示为：
大学化学实验
BUCT
电导法测 定
水溶性
表面活 性剂的 临界胶 束浓度
大学化学实验
BUCT
大学化学实验
BUCT
大学化学实验
BUCT
实验难点：
1、溶液的配制要求很精确；
2、电导电极个步骤的正确使用和维护； 3、测定过程中的恒温处理；
4、数据的准确记录和精确的画图处理求出结果
大学化学实验
BUCT
注意事项
1、清洗电导电极时，两个铂片不能有机械摩擦，可用电导 水淋洗，后将其竖直，用滤纸轻吸，将水吸净，并且不能 使滤纸沾洗内部铂片。 2、注意电导率仪应有低到高的浓度顺序测量样品的电导率。 3、电极在冲洗后必须擦干，以保证溶液浓度的准确，电极 在使用过程中其极片必须完全浸入到所测的溶液中，不得 碰器皿内壁。
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电导法测定水溶性表面活性剂的 临界胶束浓度
怀化学院物理化学实验教学中心 任课教师： 任课教师：杨欣 2010.11.10
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实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 实验装置 数据处理 注意事项 思考题与答案 思考题与答案
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实验目的
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 2.掌握电导率仪的使用方法； 掌握电导率仪的使用方法； 掌握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。 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度
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操作步骤
1、了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项 、了解和熟悉 型电导率仪的构造和使用注意事项; 型电导率仪的构造和使用注意事项 2、用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液； 、用电导水或重蒸馏水准确配制 标准溶液； 标准溶液 3、十二烷基硫酸钠在 ℃烘干 小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成 小时后， 、十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后 0.020mol·L-1的溶液； 的溶液； 4、将0.020mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为 、 0.002,0.004,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,0.018和 和 0.020 mol·L-1的溶液; 的溶液 5、用0.01mol·L-1的KCl标准溶液标定电导池常数； 标准溶液标定电导池常数； 、 标准溶液标定电导池常数 6、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗 、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。 存放过前一个溶液的电导电极和容器3次以上 次以上， 存放过前一个溶液的电导电极和容器 次以上，各溶液测定前必须恒温 10min，每个溶液的电导率读数 次，取平均值 ，每个溶液的电导率读数3次 取平均值; 7、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; 、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 8、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。 、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。
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(1)极性，非极性，阳离子型表面活性剂，阴离子型表面活性 极性，非极性，阳离子型表面活性剂， 极性 剂，非离子型表面活性剂 (2)分子状态，胶束，稳定，最低浓度 分子状态， 分子状态 胶束，稳定， (3)电导率，干燥，蒸馏水 电导率， 电导率 干燥， (4)表面张力法，电导法，离子型表面活性剂，非离子型表面活 表面张力法， 表面张力法 电导法，离子型表面活性剂， 性剂， 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 零点校正， 零点校正 满刻度校正， (6)频率，交流，铂黑 频率， 频率 交流，
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填空题： 填空题：
(1)表面活性剂分子都是由 表面活性剂分子都是由 两部分组成的， 和 两部分组成的，若按离子的类型分 三大类。 (参考答案 参考答案) 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 表面活性剂溶入水中后， 表面活性剂溶入水中后 。当溶液浓度增加到一 定程度时， 定程度时，形成 。以胶束形式存在于水中的表面活性物质比 称为临界胶束浓度。 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 参考答案) 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” 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， 的地方， “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 (参考答案 参考答案) 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、 测定临界胶束浓度的方法很多， 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， 比较简便准确。 染料法、增溶作用法、光散射法等，其中 和 比较简便准确。表 的测定， 的测定； 的测定，也可用于 的测定；而电导法只适 面张力法既可用于 的测定。 (参考答案 参考答案) 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 电导率仪在用来测量电导率之前, 校正、 电导率仪在用来测量电导率之前 校正、 校正和 的设置。 (参考答案 参考答案) 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 对溶液进行电导的测量时， 对溶液进行电导的测量时 由于离子在电极上放电， 因此通常都是用较高____的____电桥来测量的，所用的电极均镀 电桥来测量的， 象，因此通常都是用较高 的 电桥来测量的 (参考答案 参考答案) 以减少极化作用。 参考答案 以____以减少极化作用。 以减少极化作用
图2 胶束的球形结构和层状结构
图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系 ℃
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仪器及试剂
DDS-320型电导率仪 1 台; 型电导率仪 DJS-1C型铂黑电极 1 支; 型铂黑电极 容量瓶(1000mL) 1 只; 容量瓶 容量瓶(250mL) 12只; 容量瓶 只 锥形瓶(50mL) 1 只; 锥形瓶 移液管(5mL) 1 支; 移液管 移液管(10mL) 1 支; 移液管 氯化钾(分析纯 分析纯); 氯化钾 分析纯 十二烷基硫酸钠(分析纯 分析纯); 十二烷基硫酸钠 分析纯 电导水; 电导水
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注意事项
稀释十二烷基硫酸钠溶液时，应防止振摇猛烈， 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； 量气泡影响测定； 测定时, 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率, 测定时 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； 电导率不再变化后记录数据； 每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧 每次测定后， 以免溶液浓度变化引起测定误差； 杯，以免溶液浓度变化引起测定误差； 作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合， 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， 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。 所求的水溶性表面活性剂的临界胶束浓度。
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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 开通电导率仪和恒温水浴的电源预热 分钟。 分钟 25℃或其它合适的温度； ℃或其它合适的温度； 2. 电极的电导池常数 电极常数 的标定 电极的电导池常数(电极常数 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 用蒸馏水洗净烧杯和电极， 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标准溶 标准溶 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； 由教材后附录中查出测定温度下 标准溶液的电导率值； 标准溶液的电导率值 25℃时为：0.0014083 S/cm ℃时为： (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 校准仪器：温度采用不补偿方式，量程选择开关指向“ ， 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； 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： 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。 显示值为94.4µS·cm-1，则该电极的电极常数为0.926；显示值为102.2µS·cm-1，则 显示值为 则该电极的电极常数为 ；显示值为 该电极的电极常数为1.022 该电极的电极常数为 3. 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 用电导率仪从稀到浓分别测定各待测溶液的电导率。 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， 次以上， 存放过前一个溶液的电导电极和容器 次以上，各溶液测定前必须恒温 ， 每个溶液的电导率读数3次 取平均值。 每个溶液的电导率读数 次，取平均值。
图1 胶束形成过程示意图
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随着表面活性剂在溶液中浓度的增长， 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， 所示。 形胶束，以至层状胶束。如图 所示。后者可用来制作液晶，它具有 各向异性的性质。 各向异性的性质。 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 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 表示。 点上， 度，以CMC表示。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及 表示 点上 化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折， 化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折，如下图所示 。 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， 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 浓度关系图， 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。 在该温度下的临界胶束浓度。
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结果与讨论
做出电导率(或摩尔电导率 对浓度的关系图 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 或摩尔电导率 对浓度的关系图，
1、用表格记录不同浓度表面活性剂的电导率； 2、用Origin做电导率-浓度的图形； 3、从图形中找出CMC。
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实验原理
表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质， 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、 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； 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， 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 ； 液中发生定向排列而形成胶束 图1)；
怀化学院物理化学实验教学中心 任课教师： 任课教师：杨欣 2010.11.10
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实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 实验装置 数据处理 注意事项 思考题与答案 思考题与答案
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实验目的
1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 2.掌握电导率仪的使用方法； 掌握电导率仪的使用方法； 掌握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。 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。 用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度
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操作步骤
1、了解和熟悉DDS-320型电导率仪的构造和使用注意事项 、了解和熟悉 型电导率仪的构造和使用注意事项; 型电导率仪的构造和使用注意事项 2、用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液； 、用电导水或重蒸馏水准确配制 标准溶液； 标准溶液 3、十二烷基硫酸钠在 ℃烘干 小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成 小时后， 、十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后 0.020mol·L-1的溶液； 的溶液； 4、将0.020mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为 、 0.002,0.004,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,0.018和 和 0.020 mol·L-1的溶液; 的溶液 5、用0.01mol·L-1的KCl标准溶液标定电导池常数； 标准溶液标定电导池常数； 、 标准溶液标定电导池常数 6、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。用后一个溶液荡洗 、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。 存放过前一个溶液的电导电极和容器3次以上 次以上， 存放过前一个溶液的电导电极和容器 次以上，各溶液测定前必须恒温 10min，每个溶液的电导率读数 次，取平均值 ，每个溶液的电导率读数3次 取平均值; 7、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; 、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 8、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。 、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。
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(1)极性，非极性，阳离子型表面活性剂，阴离子型表面活性 极性，非极性，阳离子型表面活性剂， 极性 剂，非离子型表面活性剂 (2)分子状态，胶束，稳定，最低浓度 分子状态， 分子状态 胶束，稳定， (3)电导率，干燥，蒸馏水 电导率， 电导率 干燥， (4)表面张力法，电导法，离子型表面活性剂，非离子型表面活 表面张力法， 表面张力法 电导法，离子型表面活性剂， 性剂， 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 零点校正， 零点校正 满刻度校正， (6)频率，交流，铂黑 频率， 频率 交流，
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填空题： 填空题：
(1)表面活性剂分子都是由 表面活性剂分子都是由 两部分组成的， 和 两部分组成的，若按离子的类型分 三大类。 (参考答案 参考答案) 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 表面活性剂溶入水中后， 表面活性剂溶入水中后 。当溶液浓度增加到一 定程度时， 定程度时，形成 。以胶束形式存在于水中的表面活性物质比 称为临界胶束浓度。 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 参考答案) 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” 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， 的地方， “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 (参考答案 参考答案) 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、 测定临界胶束浓度的方法很多， 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， 比较简便准确。 染料法、增溶作用法、光散射法等，其中 和 比较简便准确。表 的测定， 的测定； 的测定，也可用于 的测定；而电导法只适 面张力法既可用于 的测定。 (参考答案 参考答案) 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 电导率仪在用来测量电导率之前, 校正、 电导率仪在用来测量电导率之前 校正、 校正和 的设置。 (参考答案 参考答案) 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 对溶液进行电导的测量时， 对溶液进行电导的测量时 由于离子在电极上放电， 因此通常都是用较高____的____电桥来测量的，所用的电极均镀 电桥来测量的， 象，因此通常都是用较高 的 电桥来测量的 (参考答案 参考答案) 以减少极化作用。 参考答案 以____以减少极化作用。 以减少极化作用
图2 胶束的球形结构和层状结构
图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系 ℃
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仪器及试剂
DDS-320型电导率仪 1 台; 型电导率仪 DJS-1C型铂黑电极 1 支; 型铂黑电极 容量瓶(1000mL) 1 只; 容量瓶 容量瓶(250mL) 12只; 容量瓶 只 锥形瓶(50mL) 1 只; 锥形瓶 移液管(5mL) 1 支; 移液管 移液管(10mL) 1 支; 移液管 氯化钾(分析纯 分析纯); 氯化钾 分析纯 十二烷基硫酸钠(分析纯 分析纯); 十二烷基硫酸钠 分析纯 电导水; 电导水
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注意事项
稀释十二烷基硫酸钠溶液时，应防止振摇猛烈， 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； 量气泡影响测定； 测定时, 可用电导电极搅拌溶液的同时测定电导率, 测定时 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； 电导率不再变化后记录数据； 每次测定后，必须用下一个待测溶液充分荡洗电极和烧 每次测定后， 以免溶液浓度变化引起测定误差； 杯，以免溶液浓度变化引起测定误差； 作图时应分别对图中转折点前后的数据进行线性拟合， 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， 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。 所求的水溶性表面活性剂的临界胶束浓度。
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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 开通电导率仪和恒温水浴的电源预热 分钟。 分钟 25℃或其它合适的温度； ℃或其它合适的温度； 2. 电极的电导池常数 电极常数 的标定 电极的电导池常数(电极常数 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 用蒸馏水洗净烧杯和电极， 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标准溶 标准溶 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； 由教材后附录中查出测定温度下 标准溶液的电导率值； 标准溶液的电导率值 25℃时为：0.0014083 S/cm ℃时为： (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 校准仪器：温度采用不补偿方式，量程选择开关指向“ ， 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； 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： 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。 显示值为94.4µS·cm-1，则该电极的电极常数为0.926；显示值为102.2µS·cm-1，则 显示值为 则该电极的电极常数为 ；显示值为 该电极的电极常数为1.022 该电极的电极常数为 3. 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 用电导率仪从稀到浓分别测定各待测溶液的电导率。 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， 次以上， 存放过前一个溶液的电导电极和容器 次以上，各溶液测定前必须恒温 ， 每个溶液的电导率读数3次 取平均值。 每个溶液的电导率读数 次，取平均值。
图1 胶束形成过程示意图
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随着表面活性剂在溶液中浓度的增长， 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， 所示。 形胶束，以至层状胶束。如图 所示。后者可用来制作液晶，它具有 各向异性的性质。 各向异性的性质。 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 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 表示。 点上， 度，以CMC表示。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及 表示 点上 化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折， 化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折，如下图所示 。 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， 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 浓度关系图， 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。 在该温度下的临界胶束浓度。
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结果与讨论
做出电导率(或摩尔电导率 对浓度的关系图 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 或摩尔电导率 对浓度的关系图，
1、用表格记录不同浓度表面活性剂的电导率； 2、用Origin做电导率-浓度的图形； 3、从图形中找出CMC。
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实验原理
表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质， 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、 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； 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， 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 ； 液中发生定向排列而形成胶束 图1)；