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前言:
表面活性剂是一类在很低浓度就能显著降低水的表面张力的物质,它具有典型的不对称双亲结构,由于这种特定的结构,使表面活性剂表现出两个重要性质,一是其分子在两相界面上产生定向吸附,另一个是在溶液浓度达到一定值后能在溶液内部形成胶束,这两个性质是表面活性剂获得广泛应用的基础⑴。
表面活性剂在溶液中开始大量形成胶束所需要的浓度称为临界胶束浓度。临界胶束浓度是表面活性剂最重要的性质在考虑表面活性剂的应用时是十分有用的参数。临界胶束浓度与表面活性剂的分子结构密切相关,环境条件如温度及电解质、有机物、第二种表面活性剂、水溶性大分子是否存在等因素对临界胶束浓度也有显著影响⑴。
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”由于表面活性剂的一些理化性质在胶束形成前后会发生突变,因而,可借助此类变化来表征表面活性剂的CMC[2]。
十六烷基三***溴化铵(CTAB)作为常见的表面活性剂在化学分析中应用和研究日益增多卩,4],对表面活性剂的大量研究工作均与CMC有关⑸。因此要充分发挥表面活性剂的作用,必须使表面活性剂的浓度大于CMC,所以测定表面活性剂的CMC显得尤为重要。
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。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,电导率随浓度的上升而上升,但到达一定浓度后,出现一转折点,直线逐渐变缓。荧光相对强度也是随着溶液浓度的增大而变大的,到了一定浓度的时候产生突变,这个点对应的浓度就是临界胶束浓度。
对最常用的阳离子表面活性剂十六烷基三***溴化铵简写为
(CATB),邹耀洪曾用电导率法测定了在25°C、30°C、35°C时的电导率CMC。十六烷基三***溴化铵:是阳离子SAA、分子式:C16H33
1633
(CH3)3NBr。分子量:;熔点:250-237C;水溶性:13g/L(20°C);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。
CTAB的用途:橡胶、硅油和沥青乳化剂、纤维的抗静电剂,护
发素的调理剂、相转移催化剂、乳液起泡剂、表面活性剂。
仪器和药品:
电导法:
恒温槽装置
一套
电导仪(带铂电极)
1套
带有磨口的锥形瓶
(250ml)10只
试管
10支
移液管(10mL)2支
洗耳球1个
;去离子水;
十六烷基三***溴化铵
达旦黄显色法:
荧光仪1套
10m啲比色管6支
去离子水;十六烷基三***溴化铵
实验方案一:
、电导常数的测定
1、调节恒温槽温度在25°C,预热电导仪并进行调整。
2、,测定其电导率,以确定电导池常数K卄
cell
、在温度25C下C16H33(CH3)3NBr溶液的电导率测定
163333
1、C16H33(CH3)3NBr在60C烘干3小时,用去离子水分别配制浓
163333
-4、-4、-4、-4、-4、
X10-4,-4、-4、-4mol/L的溶液10ml于9支试管中。
2、调节恒温槽温度在25C,充分恒温后,取10ml的去离子水于试管中,先测定去离子水的电导率,测两次,再取平均值。再按照浓度由低到高依次测量CTAB溶液的电导率。测定各溶液的电导率,取2次测量值的平均值。在用该平均值减去去离子水的电导率,即可得到
该温度下C16H33(CH3)3NBr溶液的电导率。并将数据填入下表。3、
163333
作K-C曲线,并由K-C曲线求同一温度下的CMC值。
实验温度::
去离子水的电导率:・m-i
CTAB浓度mol/l
次数
电导率u/ms・m-1
u实验值
u真实值
-4
1
2
-4
1
2
&0X10-4
1
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
实验方案二:
C16H33(CH3)3NBr溶液荧光值的测定
1、在一系列10ml的比色管中加入不同浓度C16H33(CH3)3NBr溶液
163333
2、调节荧光仪的参数,激发波长为250nm,发射波长为360nm,激发发射狭缝均为15nm,扫描速度为1000,。在25°C条件下恒温后按浓度从低到高的顺序依次测量荧光强度,每种浓度测量
2次,取平均值。
影响因素的测定
取五组上述不同浓度的CTAB溶液置于不同温度下,分别为,25°C,30°C,35°C,40°C,45°C。测定其各自的CMC值。并将数据填入下表。
探讨温度变化对CMC值的影响。
CTAB浓度mol/l
次数
电导率
u/ms・m-1
电导率
u/ms・m-1
电导率
u/ms・m-1
电导率
u/ms・m-1
电导率
u/ms・m-1
u实验值
u真实值
u实验值
u真实值
u实验值
u真实值
u实验值
u真实值
u实验值
u真实值
25°C
30C
35C
40C
45C
10-4
1
2
10-4
1
2
&0X
10-4
1
2
10-4
1
2
X10-4
1
2
X10-4
1
2
X10-4
1
2
X10-4
1
2
1
X10-4
2
乙醇对CMC值的影响
取五份相同浓度的CTAB溶液,置于25°C恒温中,分别加入1、2、
3、4ml的乙醇,测定CTAB水溶液的CMC值。并将数据填入下表。
探讨乙醇体积分数变化对CMC值的影响。
CTAB浓度mol/l
次数
电导率u/ms・m-1
电导率u/ms・m-1
u实验值
u真实值
u实验值
u真实值
1ml
2ml
-4
1
2
-4
1
2
&0X10-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
-4
1
2
取五份相同浓度的CTAB溶液,置于25°C恒温中,分别加入体积
为2ml、4ml的NaCl溶液测定其CMC值,以观察加盐量对CMC值的影
响。并将数据填入下表。
实验数据处理
实验结果讨论
参考文献
陈联群、李丽莎、李菊艳等•十六烷基三***溴化铵临界胶束浓度与温度的关系[M].重庆,2006
赵嚣、王齐放表面活性剂临界胶束浓度测定方法的研究进展[M].沈阳,
朱步瑶,[M].2001,(2):25.
WangJN,ZhangC,WangHXetalTalanta[M].2001,54:1185
⑸[M].北京:北京大学出版社,