物理化学实验报告
院系化学化工学院
班级化学071
学号********
姓名陈海佳
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2010.4.8 同组者姓名陈海佳包耀耀
室温15.79℃气压101.3 KPa
成绩
一、目的和要求
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.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度.
二、基本原理
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，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)，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，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团，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。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度CMC。
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。
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。
因此，通过测定溶液的某些物理性质的变化，可以测定CMC。
图1 十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系这个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中后，不但定向地吸附在溶液表面，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，有可能采取的两种途径：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，以减少亲油基与水的接触面积。
前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。
由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定溶于水中。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束可能转变成棒形胶束，以至层状胶束，如图1所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值(也可换算成摩尔电导率)，并作电导值(或摩尔电导率)与浓度的关系图，从图中的转折点求得临界胶束浓度。
三、仪器、试剂
DDS-6700型电导率仪容量瓶（100mL）
铂黑电极0.1mol.mL-1十二烷基硫酸钠溶液恒温水浴试管
四、实验步骤
1.开通电导率仪的电源预热20min.
2.取0.1mol.mL-1十二烷基硫酸钠溶液2,4,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20mL分别配制0.002,0.004
0.006,0.007,0.008 0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,0.018,0.020 mol.L-1的十二烷基硫酸钠溶液稀释至100mL.
3.用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率.用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电导电极和容器3 次以上,每个溶液的电导率读数1 次,
4.试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.
五、原始数据
六、数据处理
CMC=7.4*10-3mol.L-1
结果分析:
参考文献CMC=8.7*10-3mol.L-1，我们算出来的CMC=7.4*10-3mol.L-1，与参考值还是比较接近的，做的还不错，以下是我分析的实验中可能存在的误差：
1溶液稀释到100mL时侯，眼睛看刻度存在误差；
2试管加热时，里面的溶液可能没全在水浴液面下，使受热不均匀；
3在测定时，用后一个溶液荡洗三次以上没洗干净，电极管可能也没洗干净；4后来我们组用的是老师后来配的标准溶液，有点浑浊，也会影响结果；
5我作图的时候用的是origin软件，做临界浓度直线焦点时也有偏差。
七、思考题
1若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？
临界胶束浓度测定方法很多，用不同方法验证即可
(1).表面张力法（平板、U形卡或环）
阴离子和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定圆环测定表面张力法GB/T 11278-1989
(2)电导率法;(3)紫外吸收分光光谱;(4)莹光探针光谱法.
2. 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？
可以,在达到临界胶束浓度时非离子型表面活性剂的电导也将发生突变这是所有具有表面活化性质的物质的共性.
3.表面活性剂溶液的浓度在小于，等于，大于临界胶束浓度三种情况下，表面活性剂溶液分别具有什么性质特征.
浓度小于临界胶束浓度时，溶液的表面张力随浓度的增加而降低；浓度等于临界胶束浓度时，表面张力降到最低值；浓度大于临界胶束浓度时，浓度增加，表面张力将不再变化
八、实验总结
1溶液稀释快到100mL时，要用滴管慢慢滴加至刻度线。
2由于只有三个容量瓶，每次去稀释前应先标记浓度，以免混乱。
3试管加热时，里面的溶液要尽可能在水浴液面下，使受热均匀。
4在测定时，一定要用后一个溶液荡洗三次以上，电极管也应用待测液洗涤。
5做完实验后要把电极管放在蒸馏水中。