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．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。

Ⅱ、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，在低浓度时呈分子状态，并且三三两两互相把亲油 基团聚拢而分散在水中。当溶液浓度增加到一定程度时，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”。一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，

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、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 的试验依据，也是表面活 性剂的一个重要特征。

这种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后， 不但可以定向的吸附在水溶液表面，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，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。

随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球星胶束还可能转变成棒形胶束，以 致层状胶束。后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。

本试验利用DDS-307 型电导率仅测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电 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 型电导率仪 容量瓶（100mL）

DJS-1A 型铂黒电极 十二烷基硫酸钠（分析纯） 容量瓶（100mlL） 试管（大）

四、实验步骤

1．开通电导率仪的电源预热20min。

2．取十二烷基硫酸钠在800C 烘干3h，用电导水或重蒸馏水分别配制0.003， 0.005，0.007， 0.009，0.011，0.013，0.015，0.017，0.019，0.021 mol*L-1 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。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3 次，取 平均值。电导率仪的使用方法请参阅技术第二章。

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、数据处理

做出电导率（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中转折点出找出临界胶 束浓度。

文献值：400C，C12H25SO4Na 的CMC 为8.7×10-3mol／L。