大學(xué)物理化學(xué)實驗報告-電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度.

1、實驗名稱電導(dǎo)法測定水溶性表面活性劑的臨界膠束濃度日期2014.6.26班級 11 應(yīng)化 2姓名李陽學(xué)號 1131222成績一、目的和要求1. 了解表面活性劑的特性及膠束形成原理；2. 掌握電導(dǎo)率儀的使用方法 ；3. 用電導(dǎo)法測定十二烷基硫酸鈉的臨界膠束濃度。二、基本原理1. 表面活性劑是一類具有 “兩親 ”性質(zhì)的分子組成的物質(zhì)， 其分子由極性和非極性兩部分組成。 按離子的類型可分為陰離子型表面活性劑、 陽離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑三大類；2. 當(dāng)表面活性劑溶于水中后， 不但定向地吸附在水溶液表面， 而且達(dá)到一定濃度時還會在溶液中發(fā)生定向排列而形成膠束 (圖 1)；3. 隨著表面活性劑

2、在溶液中濃度的增長，球形膠束還可能轉(zhuǎn)變成棒形膠束，以至層狀膠束。 如圖 2 所示。后者可用來制作液晶， 它具有各向異性的性質(zhì)。圖 2 膠束的球形結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)4. 表面活性物質(zhì)在水中形成膠束所需的最低濃度稱為臨界膠束濃度，以 CMC 表示。在 CMC 點上，由于溶液的結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致其物理及化學(xué)性質(zhì)與濃度的關(guān)系曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折，如下圖所示。圖 3 25時十二烷基硫酸鈉水溶液的物理性質(zhì)和濃度關(guān)系5. 本實驗通過測定不同濃度的十二烷基磺酸鈉水溶液的電導(dǎo)值，作電導(dǎo)率 - 濃度關(guān)系圖，由圖中的轉(zhuǎn)折點即可求出十二烷基磺酸鈉水溶液在該溫度下的臨界膠束濃度。三、儀器、試劑DDS-6700 型電導(dǎo)率儀容 量瓶 (

3、100mL)十二烷基硫酸鈉 (分析純 )DJS-1A型鉑黑電極移液 管試管恒溫水浴氯化鉀(分析純)四、實驗步驟1. 了解和熟悉 DDS-6700 型電導(dǎo)率儀的構(gòu)造和使用注意事項 ;2.用電導(dǎo)水或重蒸餾水準(zhǔn)確配制0.01mol L·-1 的 KCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液；3.十二烷基硫酸鈉在80烘干3 小時后，用電導(dǎo)水或重蒸餾水準(zhǔn)確配成0.100mol L·-1 的溶液；4. 將 0.100mol L·-1 的十二烷基硫酸鈉溶液準(zhǔn)確稀釋成濃度為0.002、 0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018 和

4、 0.020mol·L-1 的溶液各 100ml ；5. 開通電導(dǎo)率儀和恒溫水浴的電源預(yù)熱 20min。調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度至 25。6. 用電導(dǎo)儀從稀到濃分別測定上述各溶液的電導(dǎo)率。 用后一個溶液蕩洗存放過前一個溶液的電極及容器 3 次以上，各溶液測定前必須恒溫 10min，每個溶液的電導(dǎo)率讀數(shù) 3 次，取平均值。7. 列表記錄各溶液對應(yīng)的電導(dǎo)率或摩爾電導(dǎo)率。五、原始數(shù)據(jù)T=25P=101.1 kPa濃度 /mol ?L-1G1 /msG2/msG3/msG平均 /ms0.0020.2300.2310.2310.2310.0040.4150.4160.4160.4160.0060.59

5、70.5970.5970.5970.0070.7190.7190.7190.7190.0080.7820.7810.7810.7810.0090.8590.8590.8580.8580.0100.9400.9400.9390.9400.0121.1131.1131.1121.1130.0141.2811.2821.2811.2810.0161.4281.4281.4271.4280.0181.6081.6071.6081.6080.0201.7331.7331.7341.733備注： 0.002 mol?L-1 下的讀數(shù)單位本為 s，此處已換算六、數(shù)據(jù)處理s1.8m/均 1.6平G1.41.2

6、1.00.80.60.40.20.0000.0020.0040.0060.0080.0100.0120.0140.0160.0180.0200.022濃度 /mol.L-1圖（一）因為實驗所得結(jié)果的轉(zhuǎn)折點不明顯，采用如下方法：先從圖（一）粗略估計出轉(zhuǎn)折點在濃度為0.009 mol· L -1 處，在用Origin 以0.009mol· L-1 點為轉(zhuǎn)折點畫出兩條直線，再根據(jù)所得方程求解轉(zhuǎn)折點濃度。s1.8m/均 1.6平G1.4y=80.607+0.14011.21.00.80.60.4y=91.147x+0.05340.20.0000.0020.0040.0060.008

7、0.0100.0120.0140.0160.0180.0200.022濃度 /mol.L-1圖（二）解得 CMC 十二烷基硫酸鈉 ,25 = 8.226×10-3 mol· L-1與文獻(xiàn)值的 CMC 十二烷基硫酸鈉 ,40 = 8.7×10-3 mol·L -1 相比偏差不是很大。七、思考題1. 若要知道所測得的臨界膠束是否準(zhǔn)確，可用什么實驗方法驗證之？答：可以通過其他試驗方法測定同溫度下的 CMC ，比較檢驗該方法測得的 CMC 是否準(zhǔn)確。如表面張力法或紫外光譜法等。2. 溶解的表面活性劑分子與膠束之間的平衡同溫度和濃度有關(guān)， 其關(guān)系式可表示為：d ln cCMCHdT2RT試問如何測出其熱效應(yīng)值？2答：通過測定不同溫度下的臨界較束濃度，在繪制 d ln cCMC dT 曲線即可求出H。3. 非離子型表面活性劑能否用本實驗方法測定臨界膠束濃度？為什么？若不能，則可用何種方法測定？答：不能，因為本實驗時采用電導(dǎo)法測電導(dǎo)與濃度變化關(guān)系的轉(zhuǎn)折點來確定臨界膠束濃度，非離子型表面活性劑可導(dǎo)電的離子少，不能用電導(dǎo)法測，可以用表面張力和滲透壓法測。八、注意事項1. 稀