影响因素分析
1.前言
十二烷基苯磺酸钠，分子式：C18H29NaO3S，固体，白色或淡黄色粉末，溶解性，易溶于水，易吸潮结块，无毒，阴离子型表面活性剂。烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶．具有微毒性， 已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用，价格低廉。在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种，
【1】
支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，但对环境污染程度小。
烷基苯磺酸钠是中性的，对水硬度较敏感，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂复配，成本较低，合成工艺成熟，应用领域广泛，是非常出色的阴离子表面活性剂。烷基苯磺酸纳对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，对天然纤维上颗粒污垢的洗涤作用尤佳，去污力随洗涤温度的升高而增强，对蛋白污垢的作用高于非离子表面活性剂，且泡沫丰富。
但烷基苯磺酸钠存在两个缺点，一是耐硬水较差，去污性能可随水的硬度而降低，因此以其为主活性剂的洗涤剂必须与适量螯合剂配用。二是脱脂力较强，手洗时对皮肤有一定的刺激性，洗后衣服手感较差，宜用阳离子表面活性剂作柔软剂漂洗。
本实验采用电导法测定十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度，
2.实验内容 2.1实验原理
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）。
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。
2.2仪器和药品
电导率仪带电极 一套 容量瓶 9支（100mL） 超级恒温槽 十二烷基苯磺酸钠 电导池
烘干箱 试管 9支（大） 电导水（或重蒸馏水）
2.3实验步骤
1．开通电导率仪的电源预热20min，调节恒温槽温度在30°C。 2.测量30°C下蒸馏水的电导率。
3．取十二烷基苯磺酸钠在80°C 烘干3h，用电导水或重蒸馏水分别配制0.0006，0.001，0.002， 0.003，0.004，0.006，0.008，0.010，0.014 mol/L-1的十二烷基苯磺酸钠溶液各100mL。
4．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2 次，取平均值。
5．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。
2.4数据处理
温度：30°C 编号 浓度 电导率
1 2 1 38.7 38.7 2 40.3 40.4 3 0.002 49.8 49.8 4 0.003 60.0 59.9 5 0.004 73.1 73.1 6 0.006 88.4 88.3 7 0.008 108.0 108.3 8 0.010 125.2 125.2 9 0.014 160.6 160.9 0.0006 0.001 做出电导率（或摩尔电导率）与浓度的关系图，即做κ-c图与λ图中转折点出找出临界胶束浓度。
m—c图，从
由上图可判断CMC值为3.2×10-3mol／L。
2.5注意事项
1. 电极不使用时应浸泡在蒸馏水中，用时用滤纸轻轻沾干水分，不可用纸擦拭电极上的铂黑（以免影响电导池常数）。
2. 配制溶液时，由于有泡沫，保证表面活性剂完全溶解，否则影响浓度的准确性。
3. CMC浓度有一定的范围。
3.影响因素对十二烷基苯磺酸钠CMC值的影响 3.1温度对CMC值的影响及规律
测定十二烷基苯磺酸钠水溶液在不同温度下,分别为20 ℃,25 ℃,30 ℃,35 ℃,40 ℃的 CMC 值。探讨温度变化对CMC 值的影响。以下表中十二烷基苯磺酸钠的浓度C 为横坐标,水溶液的电导率κ为纵坐标,作不同温度下十二烷基苯磺酸钠的浓度- 电导率图,κ- C 直线转折点对应的浓度即为该温度下十二烷基苯磺酸钠的CMC 【2】 值。
十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的电导率
温度：35°C 编号 浓度 电导率 1 2 1 42.8 42.9 2 44.8 44.9 3 0.002 54.0 54.1 4 0.003 64.5 64.6 5 0.004 78.1 78.2 6 0.006 96.8 96.7 7 0.008 117.7 117.6 8 0.010 135.1 135.1 9 0.014 174.1 174.1 0.0006 0.001
温度：40°C
编号 浓度 电导率 1 2 1 46.0 46.1 2 47.7 47.8 3 0.002 59.0 59.1 4 0.003 70.4 70.4 5 0.004 85.0 84.9 6 0.006 104.6 104.7 7 0.008 128.2 128.1 8 0.010 147.8 147.8 9 0.014 190.5 190.6 0.0006 0.001
温度45°C
编号 浓度 电导率
1 2 1 50.5 50.6 2 52.2 52.1 3 0.002 63.4 63.4 4 0.003 75.8 75.9 5 0.004 90.9 91.0 6 0.006 112.0 112.1 7 0.008 136.1 136.2 8 0.010 157.0 156.9 9 0.014 203.0 203.0 0.0006 0.001 由上表可以得到十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的临界胶束浓度CMC 值。
25020015035℃40℃10045℃50000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016
以CMC 值对t 作图,得到t 对十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC 的影响关系。
十二烷基苯磺酸钠在不同温度下的CMC 值
t/ ℃ CMC ×10 - 4/ mol·L - 1 30 3.2 35 3.4 40 3.6 45 3.9 做十二烷基苯磺酸钠的CMC 值与温度的关系图，由图可得温度对十二烷基苯磺酸钠表面活性剂临界胶束浓度的影响。
54.543.5330354045
CMC由上图可以看到随着温度升高，十二烷基苯磺酸钠的CMC值也升高。
3.2氯化钠对CMC值的影响
测定30 ℃时添加NaCl下十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率,测定十二烷基苯
磺酸钠溶液的CMC 值,以观察加盐量对CMC值的影响。与未添加NaCl时的CMC值进行比较。
温度：30°C 编号 电导率k 1 2 1 959 960 2 985 986 3 1019 1020 4 1042 1043 5 1059 1060 6 1080 1081 7 1068 1067 8 1045 1044 9 1138 1139 做出加入氯化钠后电导率与浓度的关系图，由图中转折点即可得CMC值。
电导率11601140112011001080106010401020100098096094000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016添加NaCl 由上图可得CMC值为2.7×10-3mol／L，未加氯化钠时的CMC值为3.2×10-3mol／L，所以氯化钠的加入使CMC值降低。
3.3乙醇对CMC值的影响及规律
【3】
测定30 ℃时乙醇不同添加量时十二烷基苯磺酸钠水溶液的电导率,作25 ℃时乙醇不同添加量时十二烷基苯磺酸钠的浓度- 电导率图。实验测定了在不同的乙醇加入量,加如分别为1mL,2mL,3mL相同浓度的乙醇后十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC 值。
乙醇：1mL
编号 电导率k 1 2 1 38.1 38.2 2 45.8 45.9 3 52.5 52.6 4 62.2 62.3 5 71.1 71.2 6 90.1 90.2 7 105.3 105.4 8 124.5 125.6 9 161.1 161.1
乙醇：2mL
编号 电导率k 1 2 1 37.8 37.9 2 42.5 42.4 3 51.4 51.5 4 60.8 60.9 5 68.1 68.0 6 898 89.9 7 104.1 104.2 8 118.8 118.7 9 168.1 168.0 乙醇：3mL
编号 电导率k 1 2 1 22.8 22.9 2 25.0 24.9 3 35.4 35.5 4 56.7 56.6 5 65.3 65.2 6 87.9 88.0 7 108.0 108.0 8 124.4 124.3 9 159.4 159.3
由上表作图可以得到十二烷基苯磺酸钠在不同乙醇加入量下的临界胶束浓度CMC 值。
180160140120100801mL2mL3mL604020000.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.016
以测得的CMC 值对无水乙醇的体积分数作图,得到乙醇加入量对十二烷基苯磺酸钠的CMC 的影响关系。
十二烷基苯磺酸钠在不同乙醇加入量下的CMC 值
乙醇 加入量 ml CMC ×10 - 4/ mol·L - 1 1 3.1 2 3.3 3 3.6 3.83.63.43.232.8123CMC值
根据上图可以判断，随着乙醇加入量增大，十二烷基苯磺酸钠的CMC值也增大。
4.实验总结
1.实验中测的30°C下十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC 值为3.2×10-3mol／L。 2.经实验可知随着温度升高十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC 值也升高，且增高趋势明显。
3.氯化钠的加入会使十二烷基苯磺酸钠水溶液的CMC值有明显降低。
4.随着乙醇加入量增大，十二烷基苯磺酸钠的CMC值也增大，但较不明显。
5.心得体会
1. 本次试验利用电导法测定了十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度并对其影响因素进行分析。通过实验我练习了电导法的操作，并对其原理有了进一步的认识。
2.在试验中测定了十二烷基苯磺酸钠表面活性剂的临界胶束浓度，通过对其影响因素分析我对十二烷基苯磺酸钠的化学性质的了解得到了加深。
3.实验结束后通过对实验数据的处理我提高了自己的数据分析能力，也从中发现了实验过程中存在的不足，比如实验数据误差较大；实验操作效率较低；数据处理不够精确等。
4.这次的试验是由我们自己设计实验步骤，自己进行实验操作，这在一定程度上也锻炼的我们搜集资料，分析资料，应用资料的能力，让我们的自学能力得到锻炼。
6.参考文献
[1 ] 沈钟,王果庭. 胶体与表面化学[M] . 北京:化学工业出版社,1991. 305.
[2 ] 段世峄,谭逸玲. 界面化学[M] . 北京:高等教育出版社,1990. 224. [3 ] 程传煊. 表面物理化学[M] . 北京:科学技术文献出版社,1995. 605.
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