实验八 电导率法测定水溶性表面活性剂的CMC
一、目的要求
1.了解表面活性的特性及胶束形成原理；
2.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
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，如十六烷基三甲基溴化胺、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，为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，亲油基伸向空气或油相；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。

前者就是表面活性分子吸附在表面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就是形成胶束：
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的溶
于水中。

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、电导率、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 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。

因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系CMC 的测定有关。

本实验利用DDS-12 型电导率仅测定不同浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率（或摩尔电导率），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。

三、仪器 试剂
DDS-12A 电导率仪 (附K=1.0电极) 1台
电导池 1只
超级恒温槽 1套
10.00mol·m -3KCl; 十二烷基硫酸钠溶液（分析纯）
四、实验步骤
1. 测电导池常数l A
(1) 将恒温槽温度调至(25.0±0.1)℃，按图所示使恒温水流经电导池夹层。

(2)按[ON/OFF]键打开电源开关，按[SET]键电导电极规格常数（左侧中间）：按▲或▼使电导电极规格常数为K=1.0；在按[SET]键完成电导电极规格常数设置、并使电极常数闪烁显示。

（3）倾去电导池中去离子水(电导池不用时，应把铂黑电极浸在去离子水中，以免干燥致使表面发生改变)，将电导池和铂电极用少量的KCl 标准溶液如
10.00mol·m -3（每升溶液含KCl 0.74365g; 25℃时1408/KCl S cm κμ=）溶
液洗涤2～3次后，装入10.00mol·m -3KCl 溶液，恒温5min 后.
（4）按▲或▼使仪器显示的电导率数值与10.00mol·m -3KCl 标准溶液的电导率一致，此时显示屏下方闪烁显示的数值即为所用电导池的
电导池常数1408/KCl S cm κμ=l A
值。

2. 取已在80℃下烘干3h 的十二烷基硫酸钠，用电导水分别配制0.002、0.004、0.006、0.008、0.009、0.010、0.012、0.0 mol/L 的十二烷基硫酸钠溶液各100mL 。

3. 用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。

（1）倒去KCl 溶液、用水洗涤并用待测液清洗电导电极和测试管，加入待测液、按[SET]键, 用▲或▼键使仪器显示K=1.0，按[SET]键使电导池常数闪烁 。

按▲或▼使电导池常数与上述测得的
l A 值相同，再按[SET]键完成电导池常数设置。

（2）按[MODE]进入电导率测试状态（S 态），显示所测溶液的电导率。

（3）其它溶液的电导率同法测量。

4. 实验结束后用去离子水洗净电导池和电极，并且测量所用水的电导率。

五、数据记录与处理
1. 室温 ℃ 实验温度 ℃ C/mol .L -1 0.0020.004 0.0060.0080.0090.0100.0120.014 0.016 0.0180.020κ/ S .m -1
- --+
2.作电导率（或摩尔电导率）与浓度的关系图.
3. 从图中转折点出找出临界胶束浓度CMC(文献值40℃，C 12H 25SO 4Na 的CMC 为
8.7×10-3mol ／L)。