十二烷基硫酸钠临界胶束浓度的测定
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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)。
工程学士学位论文ENGINEERING MASTER DEGREE THESIS表面活性剂的临界胶束浓度的测定作者边辉指导教师杨晓燕学科专业应用化学表面活性剂临界胶束浓度的测定表面活性剂临界胶束浓度的测定第一作者:边辉指导老师:杨晓燕工作单位:青岛科技大学化学与分子工程学院摘要临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂对溶液表面活性的一种度量,是表面活性剂应用性能中最重要的物理量之一。
本实验采用电导法分别测定十二烷基硫酸钠(SDS)在25℃、30℃、40℃及45℃下的的临界胶束浓度,通过对比得到十二烷基硫酸钠临界胶束浓度随温度的升高而降低的关系;在室温下用表面张力法和紫外分光光度法(以N-N-二乙基苯胺做为探针)测定十二烷基硫酸钠(SDS)的临界胶束浓度,通过对比文献值讨论这些方法的优缺点。
关键字表面活性剂;十二烷基硫酸钠;临界胶束浓度;电导法;表面张力法;紫外分光光度法青岛科技大学化学与分子工程学院边辉目录1.前言................................................. - 3 -2.实验部分............................................. - 3 -2.1仪器与试剂 ........................................ - 4 -2.2实验方法.......................................... - 4 -2.2.1电导法 ........................................ - 4 -2.2.2表面张力法 ..................................... - 5 -2.2.3紫外分光光度法 .................................. - 5 -3. 结果与讨论 ....................................................................................... - 5 -3.1电导法数据处理..................................... - 6 -3.2表面张力法数据处理.................................. - 7 -3.3紫外分光光度法数据处理.............................. - 8 -4. 结论................................................ - 8 -5. 参考文献............................................ - 9 -1.前言能使溶剂表面张力显著降低的物质称为表面活性剂。
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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。
十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度测定李佳金自然郑炳指导老师:余逸男摘要:表面活性剂水溶液的依数性质,随着胶束的形成,有理想状态变为非理想状态,发生突然的变化。
表面活性剂的性质在形成胶束的狭窄的浓度范围内发生显著改变。
因此临界交束浓度是表面活性剂应用性能中最重要的物理量之一。
本文通过不同方法测定十二烷基硫酸钠的CMC(电导法,染料法),并讨论两种方法的优缺点,以及十二烷基硫酸钠在CMC时溶液性质的突变。
关键词:十二烷基硫酸钠(C12H25SO4Na)临界胶束浓度(CMC)电导法染料滴定法引言在表面活性剂的表面活性与其浓度的对数关系线上有一个拐点,这个拐点:称为表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)。
CMC的存在表明其表面活性的变化和其溶液的内部性质的变化有关。
CMC是表面活性剂形成胶束的最低浓度。
胶束是表面活性剂分子顺向排列的单分子膜。
实际一直以低分子状态存在的表面活性剂分子急剧变成大的胶团,并作为一个大的整体在溶液中运动,因此,它产生了大分子——水溶性高分子的效果。
此时,表面活性剂才开始显示出其真正的重要表面活性;表面活性剂水溶液以其临界胶束浓度为转折点,许多物理性质发生急剧变化,包括表面张力、界面张力、清洗去污能力、可溶性、渗透压、冰点降低、蒸气压、粘度、密度、光散性、颜色变化等。
反之,通过测定这些性质的骤变点,也能测定临界胶束浓度。
本文介绍两种测量表面活性剂CMC的方法,以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠为例,通过电导法和染料滴定法测量其CMC,并且以表面张力仪测量表面张力得到的CMC为标准,做简单讨论。
1 实验部分1.1仪器与试剂DDS-ⅡA电导率仪1台;铂黑电导电极一支;带有磨口的锥形瓶(250ml) 11只;50ml 酸式滴定管一支;5ml、10ml移液管各一支;超级恒温槽,罗丹明6G,十二烷基硫酸钠 (分析纯);电导水。
1.2 C12H25SO4Na的CMC的测定1.2.1电导法及实验步骤临界胶束浓度(critical micelle concentration.CMC)即指形成胶束的最低浓度。
十二烷基硫酸钠表面活性剂溶液临界胶束浓度的测定一、实验目的1.理解表面活性剂的结构与基本性质2.了解表面活性剂形成胶束的过程和临界胶束浓度(CMC)的定义3.掌握CMC基本测定方法4.考察实验方法,实验对象或实验条件对CMC的影响二、实验原理1.表面活性剂的结构,分类及基本性质【1】具有明显”两亲”性质的分子,即含有亲油的足够长的(大于10-12个碳原子)烃基,又含有亲水的极性基团(通常是离子化的),由这一类分子组成的物质称为表面活性剂,如肥皂和各种合成洗涤剂等,表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的,(1)若按表面活性剂在水中电离的状况可将其分为离子型和非离子型,离子型又可分为阴离子型,阳离子型和两性型。
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;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;两性型表面活性剂,如氨基酸,甜菜碱。
非离子型表面活性剂,如聚氧乙烯类,多元醇酯类。
(2)根据表面活性剂疏水基结构不同,又可分为碳氢表面活性剂,碳氟表面活性剂,硅表面活性剂等表面活性剂溶液有低的表面张力,良好的洗涤、润湿、增溶等能力,独特的溶解规律等性质。
2.胶束形成过程和临界胶束浓度(CMC)【2】由于表面活性剂分子具有双亲结构分子具有自水中逃离水相而吸附于界面上的趋势,但当表面吸附达到饱和后浓度再增加表面活性剂分子无法再在表面上进一步吸附,这时为了降低体系的能量活性剂分子会相互聚集,形成胶束。
开始明显形成胶束的浓度叫临界胶束浓度,以CMC表示。
CMC可看作是表面活性对溶液的表面活性的一种量度。
因为CMC越小,则表示此种表面活性剂形成胶束所需浓度越低,达到表面饱和吸附的浓度越低。
也就是说只要很少的表面活性剂就可起到润湿、乳化、加溶、起泡等作用。
CMC还是使含有表面活性剂水溶液的性质发生显著变化的一个“分水岭”。
烷基硫酸钠是一种常用的表面活性剂,广泛应用于日常生活和工业生产中。
研究烷基硫酸钠的临界胶束浓度值对于了解其表面活性的特性和应用具有重要意义。
本文将从多个角度综述烷基硫酸钠临界胶束浓度值的研究现状和相关内容。
1. 烷基硫酸钠的基本信息烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂,化学式为CH3(CH2)nOSO3Na,其中n为碳链长度,一般在10-18之间,常用的有十二烷基硫酸钠(C12H25OSO3Na)和十六烷基硫酸钠(C16H33OSO3Na)。
烷基硫酸钠具有良好的清洁性能和乳化性能,广泛应用于洗涤剂、洗发水、泡沫剂等产品中。
2. 临界胶束浓度的概念临界胶束浓度(CMC)是表面活性剂形成胶束的临界浓度,当浓度超过这个值时,表面活性剂会形成胶束结构。
临界胶束浓度是表征表面活性剂溶液中形成胶束能力的重要参数,直接影响着其表面活性和乳化性能。
3. 烷基硫酸钠临界胶束浓度的影响因素烷基硫酸钠的临界胶束浓度受多种因素影响,主要包括温度、盐浓度、PH值、有机溶剂等。
温度升高会降低烷基硫酸钠的临界胶束浓度,而盐浓度的增加则会提高其临界胶束浓度。
PH值对烷基硫酸钠的临界胶束浓度影响较小,而有机溶剂的加入可能会降低其临界胶束浓度。
4. 烷基硫酸钠临界胶束浓度的测定方法目前,常用的测定烷基硫酸钠临界胶束浓度的方法主要包括表面张力法、导电法、荧光法、粘度法、溶剂疏水性法等。
这些方法各有优劣,研究者根据实际情况和需要选择合适的方法来测定烷基硫酸钠的临界胶束浓度值。
5. 烷基硫酸钠临界胶束浓度值的应用烷基硫酸钠的临界胶束浓度值对其在洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等产品中的应用具有重要意义。
通过调控烷基硫酸钠的临界胶束浓度值,可以优化其清洁性能、乳化性能和稳定性,提高产品的品质和性能。
6. 烷基硫酸钠临界胶束浓度值的研究现状目前,国内外对烷基硫酸钠临界胶束浓度值的研究已经取得了一定的进展,涉及到温度效应、盐效应、PH值效应、有机溶剂效应等多个方面。
电导法测定表面活性剂(十二烷基硫酸钠)溶液的临界胶束浓度摘要:在cmc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、渗透压等)同浓度的关系曲线出现明显的转折。
从电导值与浓度的关系图中的转折点即可求出临界胶束浓度cmc。
关键词:电导法表面活性剂临界胶束浓度引言:表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态,并且三三两两的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,许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的基团,形成“胶束”,以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。
表面活性剂在水中形成胶束,所需的最低浓度称为临界胶束浓度(cmc),临界胶束浓度是表面活性剂活性大小的重要指标。
在cmc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、渗透压等)同浓度的关系曲线出现明显的转折。
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。
本实验利用DDS-11C型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的导电值。
并作电导值与浓度的关系图,从图中的转折点即可求出临界胶束浓度cmc。
(对于离子型表面活性剂,当溶液很稀时,电导的变化规律与一般的强电解质相似,表面活性剂完全解离为离子,随着浓度上升,电导率k近乎直线上升;但当溶液浓度达到临界胶束浓度时,随着胶束的形成,胶束定向移动速率减缓,k仍随着浓度增大而上升,但变化幅度变小)。
通过本实验了解表面活性剂溶液的物理性质及用途,掌握用电导法测定表面活性剂cmc的方法,了解影响临界胶束浓度的方法如温度等。
试验方法:实验仪器与药品:DDS-11C型电导率仪501型超级恒温水浴容量瓶100ml 11支移液管电子天平蒸发皿蒸发皿电导水十二烷基硫酸钠晶体实验步骤1、将十二烷基硫酸钠晶体放入蒸发皿中于恒温蒸发皿中,在80℃烘干3小时。
然后用电子天平准确称取14.4190g于1000ml的容量瓶中配置成浓度为0.05mol/L的溶液。
2、在十一支100ml的容量瓶中分别用移液管移取十二烷基硫酸钠溶液4ml、8ml、12ml、14ml、16ml、18ml、20ml、24ml、28ml、32ml、36ml然后用去离子水稀释至刻度线分别配置成0.0020、0.0040、0.0060、0.0070、0.0080、0.0090、0.0100、0.0120、0.0140、0.0160、0.0180mol/L的十二烷基硫酸钠溶液。
实验:水溶液表面活性剂的临界胶束浓度测定一、实验内容(1)掌握电导法测定表面活性剂溶液的临界胶束浓度的原理与方法。
(2)了解水溶液表面活性的性质特点。
二、实验原理十二烷基硫酸钠是一种阴离子型表面活性剂,电导法测定表面活性物质的临界胶束浓度(CMC)实验多采用其为测定対象。
该发的原理是基于对表面活性剂水溶液电导的测定,由电导率和浓度关系图上的转折点确定CMC值。
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。
式中,k为a=1m²、l=1m时的电导,称为比电导或电导率(Ω﹣¹·m﹣¹);l/a称为电导池常数。
电导率k与摩尔电导λm有下列关系:Λm=k/c式中,λm为1mol电解质溶液的导电能力;c为电解质溶液的摩尔浓度。
λm随电解质浓度而变,对强电解质的稀溶液,有Λm=λm∞-A√c式中,λm∞为无限浓度时的摩尔电导;A为常数。
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;但当溶液的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,摩尔电导率急剧下降,这就是电导法测定CMC的依据。
三、仪器与试剂电导率仪;电导池;电导电极;容量瓶(50ml);移液管(5ml、10ml);烧杯。
氯化钾(分析纯);是十二烷基硫酸钠(分析纯);电导水。
四、实验步骤(1)校准仪器(2)校正电池常数(3)十二烷基硫酸钠经80℃烘干3h后,用电导水准备配制浓度为0.020mol/L的溶液。
然后在50ml容量瓶中分别配制浓度为0.0040mol/L、0.006mol/L、0.007mol/L、0.0008mol/L、0.009mol/L、0.010mol/L、0.012mol/L、0.014mol/L、0.016mol/L、0.018mol/L、0.020mol/L、的十二烷基硫酸钠溶液。
按浓度从小到大的顺序,用电导率仪器测定各溶液电导率值。
电导法和分光光度法(染料法)测定十二烷基硫酸钠(SDS)的临界胶束浓度作者:朱佳龙1002020312指导教师:张婧班级:化学103班学院:化学与分子工程学院时间:2012年5月27日临界胶束浓度的测定摘要:临界胶束浓度CMC(critical micelle concentration)是表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度,是表面活性剂的一个重要性质,具有重要的理论意义和实用价值。
本文采用电导法,分光光度法和染料法测定25℃下SDS的CMC,发现使用这两种仪器所测得结果相差不大。
且使用电导法和分光光度法所测得精度相似。
关键词:第2页临界胶束浓度;十二烷基硫酸钠;电导率法;分光光度法;染料法;临界胶束浓度的测定引言 (4)1实验部分 (5)1.1仪器与试剂 (5)1.2 实验方法 (5)1.2.1 电导法测定十二烷基硫酸钠的CMC值 (5)1.2.2分光光度法测定十二烷基硫酸钠的CMC值 (6)2结果与讨论 (6)2.1电导法测定SDS的CMC (8)2.2 分光光度计(曙红、EDA)测定SDS的CMC (8)2.3误差分析 .......................................... 9 3结论 . (100)参考文献 (100)第3页临界胶束浓度的测定引言表面活性剂是只要少量地加到溶剂中即可显著降低溶液表面张力的物质。
其分子结构特征是含有亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团两部分。
按分子结构,表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂两大类。
离子型表面活性剂又细分为阴离子型、阳离子型和两性表面活性剂。
在水中电离后,具有表面活性作用的离子是阴离子的表面活性剂叫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;在水中电离后,具有表面活性作用的离子是阳离子的表面活性剂叫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;有些表面活性剂在水中电离后,具有表面活性作用的离子可以是阳离子,也可以是阴离子,以条件而定,这类表面活性剂叫两型表面活性剂;非离子型表面活性剂是指在水中不电离的表面活性剂,其极性基团是含氧基团,如聚氧乙烯类。
物理化学设计实验实验名称十二烷基硫酸钠临界胶素浓度的测定实验报告人学号班级同组人室温大气压指导老师评分【前言】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,非极性的则是憎水基或亲油基。
在非水性体系中,极性基团是憎油基,非极性的为亲油基。
表面活性剂按其化学结构分类,特别是极性基团包括:阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。
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、再润湿剂、发泡剂、稳泡剂、乳化剂、分散剂、增溶剂、洗涤剂、清洗剂等。
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, 主要有以下一些柔软、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、减水、加气、捕集、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。
这些功能产生的主要原因是由于表面活性剂的界面吸附, 在界面上形成表而活性剂的分子膜, 使界面减摩、润滑, 或保护界面, 使不与其它分子如水、油、空气等接触, 有的则是由于离子性质, 不同电荷离子相互吸引, 同电荷离子相互排斤所产生, 有的原因还不清楚。
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。
表面活性剂非民用应用领域十分广泛, 遍及各方面, 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、医药、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]。
CMC测定的原理:凡能显著降低水的表面张力的物质都称为表面活性剂。
大学物理化学实验设计性实验方案阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度的测定及其影响因素的分析前言表面活性剂(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,并能使表面张力显著下降的物质。
表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
表面活性剂的用途极广,主要有5个方面:1. 润湿作用表面活性剂可以降低液体表面张力,改变接触角的大小,从而达到所需的目的。
如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的表面活性剂,使接触角大于90°。
2. 起泡作用“泡”就是由液体薄膜包围着气体。
有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜,包围着空气而形成泡沫,用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等,这种活性剂称为起泡剂。
3. 增溶作用非极性有机物如苯在水中溶解度很小,加入油酸钠等表面活性剂后,苯在水中的溶解度大大增加,这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的,增溶的苯不是均匀分散在水中,而是分散在油酸根分子形成的胶束中。
经X射线衍射证实,增溶后各种胶束都有不同程度的增大,而整个溶液的依数性变化不大。
4. 乳化作用一种或几种液体以大于10- 7 m直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散体系称为乳状液,要使它稳定存在必须加乳化剂。
根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液(O /W) ,或以油为连续相的油包水乳状液(W /O) 。
有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂,称为破乳剂,将乳状液中的分散相和分散介质分开。
5. 洗涤作用洗涤剂中通常要加入多种辅助成分,增加对被清洗物体的润湿作用,又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。
其中占主要成分的表面活性剂的去污过程是: 1)水的表面张力大,对油污润湿性能差,不容易把油污洗掉。
电导法和分光光度法(染料法)测定十二烷基硫酸钠(SDS)的临界胶束浓度作者:***1002020312指导教师:***班级:化学103班学院:化学与分子工程学院时间:2012年5月27日摘要:临界胶束浓度CMC(critical micelle concentration)是表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度,是表面活性剂的一个重要性质,具有重要的理论意义和实用价值。
本文采用电导法,分光光度法和染料法测定25℃下SDS的CMC,发现使用这两种仪器所测得结果相差不大。
且使用电导法和分光光度法所测得精度相似。
关键词:临界胶束浓度;十二烷基硫酸钠;电导率法;分光光度法;染料法;引言 (4)1实验部分 (5)1.1仪器与试剂 (5)1.2 实验方法 (5)1.2.1 电导法测定十二烷基硫酸钠的CMC值 (5)1.2.2分光光度法测定十二烷基硫酸钠的CMC值 (6)2结果与讨论 (6)2.1电导法测定SDS的CMC (8)2.2 分光光度计(曙红、EDA)测定SDS的CMC (8)2.3误差分析 (9)3结论 (100)参考文献 (100)引言表面活性剂是只要少量地加到溶剂中即可显著降低溶液表面张力的物质。
其分子结构特征是含有亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团两部分。
按分子结构,表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂两大类。
离子型表面活性剂又细分为阴离子型、阳离子型和两性表面活性剂。
在水中电离后,具有表面活性作用的离子是阴离子的表面活性剂叫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;在水中电离后,具有表面活性作用的离子是阳离子的表面活性剂叫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;有些表面活性剂在水中电离后,具有表面活性作用的离子可以是阳离子,也可以是阴离子,以条件而定,这类表面活性剂叫两型表面活性剂;非离子型表面活性剂是指在水中不电离的表面活性剂,其极性基团是含氧基团,如聚氧乙烯类。
本文研究阳离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠。
临界胶束浓度CMC是表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度,是表面活性剂的一个重要性质。
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。
临界胶束浓度是还是使含有表面活性剂的溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”,在溶液的浓度达到临界胶束浓度时,其物理化学性质如渗透压、电导、表面张力、密度、浊度、比粘度、去污力和光学性质等都会发生急剧的变化。
所以常用的测CMC的方法有表面张力法、电导法、分光光度法、光散射法、比色法、浊度法、染料法等。
本实验采用电导法和分光光度法测定十二烷基硫酸钠的CMC值。
在一定条件下,溶液的电导率与浓度成正比。
因此文中以电导率对浓度作图,在表面吸附达到饱和时,曲线出现转折点,该点的浓度即为临界胶束浓度。
此外,在分光光度计中,每一个浓度的溶液都对应一个最大的吸收波长,随着溶液浓度梯度的改变,最大吸收波长有规律的变化,最终会在临界胶束浓度处出现一个转折点,改点所对应的浓度即为十二烷基硫酸钠的CMC。
1实验部分1.1仪器与试剂容量瓶(1000ml)2个; 50ml容量瓶12个;移液管两支(5ml、10ml);电子天平一台;超声振荡仪一台;超级恒温槽一台;吸耳球2个;玻璃棒一支;洗瓶一个;DDS—11型电导率仪一台;DJS-1型铂黑电导电极一支;TU-1810型紫外分光光度计1套;比色皿两个。
分析纯十二烷基硫酸钠;蒸馏水;1.2 实验方法1.2.1 电导法测定十二烷基硫酸钠的CMC值(1)准确称量干燥的SDS 28.838g于干燥的烧杯中溶解,转入1000ml容量瓶中定容摇匀做母液备用,然后超声振荡20min,此母液浓度为0.10mol/l。
(2)分别移取母液1.00ml、2.00ml、2.50ml、3.00ml、3.50ml 、4.00ml、4.50ml 、5.00ml 、5.50ml、 6.00ml、6.50ml、7.00ml于12个50ml容量瓶中,用去离子水定容,超声振荡5min。
准确配制0.002mol/l,0.004mol/l,0.005mol/l,0.006mol/l,0.007mol/l,0.008mol/l,0.009mol/l,0.010mol/l,0.0 11mol/l,0.012 mol/l,0.013mol/l0.014mol/l的SDS溶液各50 ml。
(3)将超级恒温槽与恒温电导池接通,调节恒温槽水温至25℃。
(4)用蒸馏水淌洗电导池和电导电极三次,再用0.0002mol/l的SDS溶液淌洗三次。
往电导池中倒入适量0.002 mol/l SDS溶液,插入电极,恒温至少15min。
(5)打开电导率仪的电源开关,将“量程选择”旋钮扳到最大测量挡,将“校正-测量”开关扳到“校正”位置,将“温度补偿”旋钮调到“25℃”。
根据所用电极上标明的电极常数,调节“常数校正”到相应数值。
(6)将“校正-测量”开关扳到“测量”位置,调节“量程选择”旋钮,根据仪器显示数字的有效位数选择适当量程,此时,仪器所显示的数值即为该溶液的电导率。
(7)将“校正-测量”开关扳到“校正”位置,倒掉电解池的溶液。
用下一个较浓的SDS(0.004 mol·/l)淌洗电导池和电极三次,倒入适当该溶液,插好电极,恒温15min后,按步骤(5)和步骤(6)测定其电导率。
如此按由稀到浓的顺序,依次测定其他浓度(0.005,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.018,0.012,0.013,0.014)SDS溶液的电导率。
(8)用去离子水将电导池和电导电极冲洗洗净,按步骤(5)和(6)测水的电导率。
(9)测量结束后,把电极浸泡在蒸馏水中。
关闭电导率仪和恒温水槽。
1.2.2分光光度法测定十二烷基硫酸钠的CMC值(1)打开TU-1810型紫外分光光度计开关。
(2)仪器初始化。
仪器进行自检,大约需要四分钟。
如果自检各项都正常后,进入工作界面,预热半小时后,便可进入以下操作。
(3)光谱扫描。
根据屏幕菜单提示进入光谱扫描。
设置光谱扫描参数:1.波长范围(先输长波再输短波,一般设置为200nm到400nm);2测光方式T%或Abs(一般为Abs);3.扫描速度(一般为中速);4.采样间隔(一般1nm或0.5nm);5记录范围(一般为0--1)。
单击Return退出参数设置。
基线校正:选择基线校正按键,在样品池中加入蒸馏水作为参比溶液,基线校正完后单击存入基线,取出参比溶液。
扫描倒掉取出的参比溶液,在比色皿中加入滴有极少量的N,N-二乙基苯胺(EDA/曙红,作为探针)的0.002mol/l十二烷基硫酸钠溶液。
单击START进行扫描,当扫描完毕后,单击F2,输入阀值1检出图谱的峰、谷波长值及T%或Abs 值。
(4)取出比色皿,换用下一个浓度的溶液,充分淌洗。
测定0.004mol/l 的最大吸收波长。
以此类推,依次测量其他浓度(0.005,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010, 0.011, 0.012,0.013,0.014)SDS溶液的最大吸收波长。
(5)测量完毕后,关闭开关,取下电源插头,取出样品池洗净、放好,盖好比色皿箱室盖和仪器。
2结果与讨论实验室温度:24.9℃大气压:100.91Kpa 2.1电导法测定十二烷基硫酸钠的CMC值用电导率测定不同温度下SDS的电导率,并将数值列入表1。
表1 十二烷基硫酸钠(SDS)在不同温度下的电导率由表1相关数据,可以绘制成如图1所示的在25℃下不同浓度溶液的电导率。
图1 25℃下不同浓度溶液的电导率。
由图中的曲线方程可以得SDS在25℃的临界胶束浓度为0.007961 mol/l。
2.2 分光光度计测SDS 的CMC利用TU-1810型紫外分光光度计对SDS 的最大吸收波长进行测定,详见表2、表3。
(1)探针为EDA表2十二烷基硫酸钠在25℃下的最大吸收波长和浓度的关系由表2相关数据,绘制成如图2所示的关系图2 SDS 在25℃下的最大吸收波长和浓度的关系(EDA ) 由图中的曲线方程可以得SDS 在25℃的临界胶束浓度为0.0080 mol/l 。
浓度/mol/l最大吸收波长/nm0.002 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012 0.013 0.014254 255.5 255.5 257.5 255.5 231 257 256 257 257 257 256.5(2)探针为曙红(染料法)表3十二烷基硫酸钠在25℃下的最大吸收波长和浓度的关系浓度/mol/l 最大吸收波长/nm0.002 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012 0.013 0.014 254.0 254.5 254.5 254.0 254.0 254.5 254.5 254.5 254.0 253.5 254.0 254.5由表3相关数据,绘制成如图3所示的关系图3 SDS 在25℃下的最大吸收波长和浓度的关系(曙红)由图中的曲线方程可以得SDS 在25℃的临界胶束浓度为0.0090 mol/l 。
2.3误差分析25℃电导率法测SDS 溶液的CMC 为0.0079611-⋅L mol ,与分光光度法测定结果0.00801-⋅L mol 相差不大,说明两者在精确度上相似,与理论值0.00821-⋅Lmol 相比,偏差也不大。
染料法测定CMC 与理论值相差比较大,可能是由于在称量样品时不够精确,溶液配制不准或配制溶液过程中有泡沫产生、定容不准、超声时间过长导致SDS 部分分解,实验室温度的波动、在一系列的浓度梯度变化中,淌洗不够充分、探针N,N-二乙基苯胺加入量偏多等原因。
3结论用电导法测定SDS 在25℃下的CMC 分别为0.0079611-⋅L mol 。
用分光光度法(EDA)测定SDS 在25℃下的CMC 为0.00801-⋅L mol ,用染料法测定SDS 在25℃下的CMC 为0.00901-⋅L mol 。
电导法和分光光度法所得的结果在精度上相似,但就这两种方法相比较而言,分光光度法设备较为先进,自动化程度高,电导法所用仪器设备相对简单,容易维护且设备费用低廉,结果重现性好。
推荐使用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度。
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