2.24 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.用电导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DDS-307型电导率仪的使用方法.
二. 基本原理 1. 表面活性剂 能使水的表面张力明显降低的物质称为表面活性剂。这类物质含有亲水（极性）基团和亲油（非极性）基团。 阴离子型[如CH3(CH2)11SO4Na ] 离子型 阳离子型[如C12H25N (CH3)3Cl] 表面活性剂 非离子型[如聚氧乙烯类 R-O-(CH2CH2O-)n-H ]
2. 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态分散在水中。当溶液浓度加大到一定程度时,许多表面活性剂的分子把亲油基团靠拢而结合成很大的集团，称为胶束。 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(critical micelle concentration),以CMC表示。
3. 临界胶束浓度的测定 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)同浓度的关系曲线出现明显的转折,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征。 。
图1 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系 浓度/mol.L-1 图1 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系
本实验利用DDS-307型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率(也可换算成摩尔电导率),并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图,从图中的转折点即可求得临界胶束浓度(参见图2)。 图2 十二烷基硫酸钠水溶液电导率与浓度的关系
[建议移取原始溶液用定量法而不用差减法，定容前尽量减少产生泡沫，定容后要充分摇匀] 三.仪器与试剂 [注意按实际使用的记录] 四.实验步骤 1. 0.050 mol·dm-3的原始溶液的配制。(此项工作已由实验室完成) 2. 溶液配制 [建议移取原始溶液用定量法而不用差减法，定容前尽量减少产生泡沫，定容后要充分摇匀]
3.电导率仪校正 开启电导率仪电源开关,预热约30分钟后,进行校准。将量程钮调至检查,调常数钮使其指向“1”刻度线[电导池常数1cm-1为仪器的设计要求],调温度补偿钮至测定温度(如30),调节校准钮,使仪器显示100.0 μs/cm,至此校准完毕。[按设计要求校准]
4.电导池常数测定 用0.01 mol·dm-3KCl标准溶液测定电导池常数(亦称电极常数)。方法如下:用0.01mol·dm-3KCl标准溶液荡洗电导电极和大试管三次后,倒入KCl标准溶液至淹没电导电极[建议液面高出金属片约1cm] ；置于恒温水浴(30℃)中恒温10min [试管中液面要低于水浴液面] ，调量程钮至“Ⅲ” [Ⅲ量程为2000 μs/cm] ；调常数钮使显示值与标准溶液的电导率值完全相同(如在30.0℃时0.01 mol·dm-3 KCl标准溶液的电导率值为0.1552 S/m即1552 μs/cm)；最后将量程钮调至检查,此时的显示值即对应电极常数。[此步为电导率仪的第二次校准]
5.溶液电导率的测定 调量程钮至“Ⅲ”,用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。测第一个溶液时，用少量蒸馏水荡洗电导电极和大试管2次,再用适量待测溶液荡洗电导电极和大试管2～3次。[测以后各溶液时不要用水荡洗] 。每个待测溶液必须预恒温10 min以上，装入试管中再恒温5 min才能开始测量,每隔3分钟测量1次,共测3～4次。注意：同一溶液电导率的相对测量偏差不能超过5%。
6. 调节恒温水浴温度至40.0℃。重复上列3～5步测定40.0℃时各溶液的电导率。