表面活性剂临界胶束浓度测定方法

临界胶束浓度（cmc）的测定摘要：临界胶束浓度（cmc）是衡量表面活性剂的表面活性和表面活性剂应用中的一个重要物理量，临界胶束浓度（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，只有溶液浓度稍高于cmc时，才能充分发挥表面活性剂的作用。

本文主要介绍了临界胶束浓度的定义以及其测定方法。

关键词：临界胶束浓度；表面张力法；电导法增溶作用法；染料法；光散射法一、临界胶束浓度的定义两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，以减少憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。

表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration，简写为cmc）。

临界胶束浓度越小，表面活性剂形成胶束和达到表面（界面）吸附饱和所需的浓度越低，改变表面（界面）性质，产生润湿、乳化、起泡和增溶等作用所需的浓度也越低。

二、临界胶束浓度的测定方法表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)作为表面活性剂的表面活性的一种量度,是其溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。

在临界胶束浓度附近，表面活性剂溶液的表面张力、渗透压、电导率、折射率和粘度等很多性质均发生明显的变化，利用这些突变通过不同方法可以测出临界胶束浓度。

（1）表面张力法表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后，则变化缓慢或不再变化，以表面张力γ对浓度的对数lgC做图得到γ-lgC曲线，如下图所示，曲线的转折点所对应的表面活性剂的浓度即为临界胶束浓度。

表面活性剂的γ－lgC曲线此法简单方便，对各类表面活性剂普遍适用；灵敏度不受表面活性剂类型、活性高低、浓度高低、是否有无机盐等因素的影响，一般认为表面张力法是测定表面活性剂cmc的标准方法。

（2）电导法（测定cmc的经典方法）适用于测定离子型表面活性剂临界胶束浓度的方法。

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。

表面活性剂CMC测定CMC（临界胶束浓度），即为表面活性剂形成胶束的最低浓度，一般印染厂使用表面活性剂的浓度要稍高于CMC，测定CMC的方法有染料法和表面张力法。

1．染料法染料法是利用某一染料在水中和在表面活性剂胶束中有明显的色泽差异的特点，通过滴定的方法来确定其表面活性剂CMC的浓度。

（1）测定仪器与设备酸式滴定管、烧杯、量筒。

（2）测试试剂和溶液直接天蓝FF（测阳离子表面活性剂）、四碘荧光素（测非离子表面活性剂）、罗达明6G （测阴离子表面活性剂）。

（3）测试方法取100mL阳离子表面活性剂溶液放入烧杯中，其浓度大于CMC，在该溶液中加入少量的直接天蓝FF（其体积可忽略），这时染料很快被溶解于胶束中，呈现出某种颜色，然后在酸式滴定管中加满水（调零）。

用水来滴定，并稀释该溶液，直到溶液的颜色发生明显的变化为止，记下说滴定的水的用量，可计算出稀释后该表面活性剂的浓度，这时该溶液的浓度即为CMC。

同样方法可测定非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的CMC。

2．表面张力法表面活性剂溶液的表面张力随着其浓度的增大而急剧下降，当溶液浓度达到CMC时，其表面张力变化缓慢或不变。

因此可利用此性质来测定不同浓度的表面活性剂的表面张力，然后以浓度和表面张力为坐标，绘制曲线图，起转折点即为临界胶束浓度（CMC）。

（1）测定仪器与设备温度计、烧杯、移液管、表面张力仪。

（2）测试试剂和溶液表面活性剂溶液。

（3）测试方法根据表面张力仪的操作方法，测定不同浓度的表面活性剂的表面张力，然后以表面张力为纵坐标，以表面活性剂溶液浓度（g/L）的对数为横坐标，绘制曲线。

根据所绘制的曲线可求出该表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------临界胶束浓度(CMC)的测定一、实验目的（1）掌握用电导法测定表面活性剂 CMC 的方法（2）掌握电导率仪的使用二、实验原理SAA 溶液的许多物化性质随着胶束的形成而发生突变，因此临界胶束浓度（CMC）是SAA 表面活性的重要量度之一。

测定 CMC，掌握影响 CMC 的因素对于深入研究 SAA的物理化学性质十分重要。

CMC 是在一定温度下某 SAA 形成胶束的最低浓度。

通常以 mol/L 或 g/L 表示之。

一般离子 SAA 的 CMC 大致在 10-2-10-3mol/L 之间，非离子SAA 的 CMC 则在 10-4mol/L 以下，CMC 是衡量 SAA 的表面活性和SAA 应用中的一个重要物理量。

因为 CMC 越小，则表示此种 SAA 形成胶束所需浓度越低，因此改变表面性质，起到润湿，乳化，增溶，起泡等作用所需的浓度也越低。

右图表面一典型的 SAA 水溶液的物理化学性质随 C 变化的关系。

可明显看出：在所有物理性质的变化中皆有一转折点。

而此较转折点又都在一个不大的范围内；这就说明表面现象（表面张力及界面张力随浓度变化有转折点）。

与内部性质（如当量电导、渗透压、以及去污浊度等）有统一的1/ 9内在联系。

离子型 SAA 是由亲水的无机离子和亲油的有机离子构成的离子化合物，如同典型的无机盐一样，其在稀水溶液中分别以正负离子形式存在。

因而在稀水溶液中，电导率随 C 上升，但到达一定浓度后，出现一转折点，直线逐渐变缓。

三、实验仪器、药品仪器：电导率仪烧杯（100ml、7 个）温度计（2 支）容量瓶（250ml，7 只）药品：SAA（1631）、蒸馏水---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------3/ 9四、实验步骤 1、分别配制 1631 的水溶液浓度为：4.00X10-4、5.140X10-4、6.70X10-4、8.20X10-4、10.85X10-4、13.6X10-4、16.54X10-4mol/L 的溶液各 250ml 2、将其在25℃、30℃、35℃恒温→测定各溶液的电导率（由稀→浓）→取 3 次测量值的平均值 3、作 K-C 曲线 4、由 K-C 曲线求不同 t 下的 CMC 值五、药品常数十六烷基三甲基溴化铵（1631）：是阳离子 SAA、分子式：C16H33（CH3）3NBr 分子量：364.446 熔点：250-237℃，水溶性：13g/L（20℃）性质：呈白色或浅黄色结晶至粉末状，易溶于异丙醇、可溶于水、振荡时产生大量泡沫，具有优良的渗透、柔化、抗静电、生物降解性及杀菌消毒等功能。