临界胶束浓度的测定对表面活性剂有什么意义

临界胶束浓度的测定对表面活性剂有什么意义,第1张

CMC是活性剂溶液中开始大量形成胶团的活性剂浓度,也是衡量活性剂表面活性强度的重要参数。当达到CMC时,溶液的性质将发生显著变化。CMC小,改变体系表面性质所需的活性剂浓度低,起到润湿、乳化、发泡等作用所需的活性剂浓度越低。CMC低,活性剂的应用效率越高。像增溶油的作用、胶团催化、分隔介质、胶团作为微反应器等,所需活性剂浓度必须在CMC之上。

1,在制备乳液时,表面活性剂的用量要大于临界胶束浓度。

2,大于CMC(临界胶束浓度)会有很多性质改变,胶束可以起乳化包裹的作用,就像洗衣粉洗衣服,胶束把脏东西包住达到洗涤效果,乳液中胶束把油脂包住达到乳化效果!

临界胶束浓度就是表面层吸附饱和,内部为了降低能力自发形成胶束的时间点,胶束的产生可以从电导率得知,但这种方法对非离子表面活性剂测不了,没有力学法测的直接和宽范围。

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表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。临界胶束浓度越低,表明这种活性剂形成胶束所需的浓度越低,达到表面饱和吸附的浓度越低。因而改变表面性质从而起到润湿,乳化,增溶,起泡等作用所需的浓度也越低,并不含“胶束越稳定”的意思。

临界胶束浓度

表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度(critical micelle concentration cmc)

表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构,亲水基团使分子有进入水中的趋势,而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移,有逃逸水相的倾向。这两种倾向平衡的结果使表面活性剂在水表富集,亲水基伸向水中,憎水基伸向空气,其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖,从而导致水的表面张力下降。

表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层,当表面吸附达到饱和时,表面活性剂分子不能在表面继续富集,而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃离水环境,于是表面活性剂分子则在溶液内部自聚,即疏水基聚集在一起形成内核,亲水基朝外与水接触形成外壳,组成最简单的胶团。而开始形成胶团时的表面活性剂的浓度称之为临界胶束浓度,简称cmc。

当溶液达到临界胶束浓度时,溶液的表面张力降至最低值 ,此时再提高表面活性剂浓度,溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团,此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力,用cmc表示。

表面活性剂分子浓度增加, 其结构会从单分子转变为球状、棒状和层状胶束 通常认为形成球形胶束时的浓度为第一临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC), 球形胶束转变为棒状胶束时的浓度为第二临界胶束浓度 在达到第一CMC的狭窄范围内, 表面活性剂的许多物理化学性质都会发生变化, 如表面张力、密度、折射率、粘度、渗透压和光散射强度等

增容

表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力,且此时溶液呈透明状,胶束的这种作用称为增溶。能产生增溶作用的表面活性剂叫做增溶剂,被增溶的有机物称为被增溶物。如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶物,达到一定量后,溶液由透明状变为乳浊状,这种乳液即为乳状液,在此乳状液中再加人表面活性剂,溶液又变得透明无色。虽然这种变化是连续的,但乳化和增溶本质上是不同的。增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低,使体系变得更稳定,即增溶在热力学上是稳定的,只要外界条件不变,体系不随时间变化。而乳化在热力学上是不稳定的。

答表面活性剂分子是由亲水基和疏水基组成的,当表面活性剂溶化于水中时,亲水基和水分子有较大的吸引力,疏水基和水分子排斥而指向空气。这样表面活性剂分子有序排列在液体表面,在水和空气界面上形成定向吸附。吸附作用的结果,使原来水一空气界面逐步被疏水基一空气界面所代替,改变了水分子和空气分子直接接触的状况,从而降低了水的表面张力。如果表面活性剂的浓度增加到肯定程度,则空气一水的界面聚集了更多的表面活性剂分子,并毫无间隙地密布于界面上,形成一层紧密的单分子膜,即界面吸附达到饱和状态,即水的表面张力已下降到低程度。此时,如再提高表面活性剂浓度,此时表面活性剂分子为了稳定地存在于水中,能相互聚集在一起,排列成疏水基向里,亲水基向外的胶束。

表面活性剂形成胶束的低浓度叫临界胶束浓度(Critical micelle Concentration,简称CMC)。当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度时,胶束数量随之增加,水的表面张力不再下降。

可以。表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定,无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时,随着浓度的增加,溶液的表面张力急剧下降,当到达临界胶束浓度时,表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图,曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时,溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显,但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。

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