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根据Λm?
?c（其中k的单位为S?m ，c的单位为mol?m，所以摩尔电导率Λ
?1?3m的单位为S?m2?mol?1），画出“温度对SDS的CMC影响”的?m?c图。
0.180.160.14Λm(S·m·mol)0.120.100.080.060.040.02024681012-32-1 25℃ 30℃ 35℃ 40℃ 45℃ 50℃1416182022c(mol/m)11
2、数据处理 根据“探究温度对SDS的CMC的影响”得到的原始数据，用origin软件进行处理（画图），得到以下数据： 不同温度对应的十二烷基硫酸钠的CMC： 温度T/℃ CMC（SDS）mol/L 25 0.0077 30 0.0079 35 0.0080 40 0.0084 45 0.0089 50 0.0103 查相关文献，得到，十二烷基硫酸钠（SDS）的理论CMC值：25℃为8.2?10-3mol/L, 40℃为8.7?10-3mol/L。 相对误差： 25℃:(7.7-8.2)/8.2*100%=-6.1% 40℃:(8.4-8.7)/8.7*100%=-3.4% 根据“探究有机溶剂无水乙醇对SDS的CMC的影响”得到的原始数据，用origin软件进行处理（画图），得到以下数据： 不同乙醇的体积分数对应十二烷基硫酸钠的CMC： 乙醇体积分数% CMC（SDS）mol/L 2 0.0083 4 0.0092 6 0.0095 8 0.0114 10 0.0117 12 0.0129 根据计算吉布斯自由能，通过查找文献，吉布斯自由能小于0，且β=0.555 温度T/K 298 303 308 313 318 323 cmc(SDS)mol/L 0.0077 0.0079 0.0080 0.0084 0.0089 0.0103 吉布斯自由能/J -3857.4910 -3922.1067 -3986.7355 -4051.3280 -4115.9116 -4180.4068 由结果可以得出，在实验范围内，吉布斯自由能均为负值，表明胶束化过程可以自发12
进行。 3、结果与讨论 a. 由“不同浓度SDS 的电导率随温度的变化图”可以计算出SDS 的CMC 值，其结果见表“不同温度对应的十二烷基硫酸钠的CMC”。由表“不同温度对应的十二烷基硫酸钠的CMC” 中数据可以看出: 在一定的温度范围内( 25-50℃) ，随着温度的升高，CMC 增大，其CMC 的增大幅度不是很大，这可能是因为温度的升高不利于离子型的表面活性剂分子聚集成胶束，胶束的稳定性减小，使得表面活性剂难以进入胶束，致使CMC 上升。另外可能是温度的升高，可以使憎水基周围的水结构破坏、妨碍胶束的形成，也使CMC 上升。 b. 由“添加了乙醇时对SDS 的临界胶束浓度的影响”可以计算出加入乙醇后SDS的CMC值，并且对比“不同浓度SDS 的电导率随温度的变化图”可知，在289 K 下，短链极性醇的加入，使得SDS 的CMC 值随乙醇的加入量随体积比从0% ～12% 增大而增大。这可能是由于乙醇浓度的增加，溶剂性质的改变，使得表面活性剂的溶解度增大，从而使CMC 上升; 也可能是乙醇与水分子发生强烈的作用，特别是形成氢键，破坏水的结构，使溶液的其他物理性质也发生改变，消弱了表面活性剂的憎水效应和胶束形成能力，不利于胶束作用的形成，使CMC 上升。 c. 在实验范围内（298K～323K），吉布斯自由能均小于0，说明十二烷基硫酸钠在不同温度下的CMC时，SDS的胶束化均自发进行。 4.结论 通过采用摩尔电导法对十二烷基硫酸钠（SDS）的临界胶束浓度（CMC）进行了测定。探讨了温度和乙醇等对临界胶束浓度的影响，在25-50℃随着温度的升高，CMC 增大; CMC 值随乙醇的加入量随体积比从0%～12%（以2%为梯度）增大而增大。通过文献给予的β值（0.555），计算出的吉布斯自由能均小于0，初步验证该实验中发生的SDS胶束化为自发过程，验证了文献的正确性。 三．实验总结 1、本次实验成败及其原因分析 本次实验做得比较成功。 优势： 做实验之前，做了比较多的准备工作。像，阅读了一些文献，对本次实验有比较好的理解。 不足： 从“探究温度对SDS的CMC的影响”的数据处理来看，相对误差比较大，25℃、40℃都大于1%。造成这个的原因：系统误差 ；配制溶液时，固体物质还没有完全溶解在水中；配制时由于产生泡沫，影响定容；测量时并不是“由低到高”测量；测量两个电导率（部分）之间，并没有用电导水清洗干净及吸干；温度波动对电导率的测量造成影响。 2、本实验的关键环节及改进措施 本人认为本实验的关键环节在于配制溶液以及测量电导率。如果配制溶液时，定容或者其他做的不好，就会直接地影响整个实验。测量电导率时，关键在于选准、选好量程以及在测量两个不同浓度溶液之间要将铂黑电极洗净、吸干。如果做不好，也会影响实验结果。 改进措施： 我们可以采用多种方法进行测量十二烷基硫酸钠（SDS）的临界胶束浓度（CMC），像表面张力法（表面张力法不仅可以测定例子活性剂，还可以测定非离13
子表面活性剂）。这样可以对比不同方法得到的结果，这样可以更加地得到结论，以及检验结论的准确度。 3、思考题 1. 试说出电导法测定临界胶束浓度的原理？ 答：电导法测量表面活性剂临界胶束浓度的原理是：离子型表面活性剂在水中电离，生成离子可以导电，随着表面活性剂浓度的增加，电导率直线增大。 2. 实验中影响临界胶束浓度的因素有哪些？ 答：温度、浓度、电解质。 3. 若要知道所测的临界胶束浓度是否准确，可用什么实验方法验证之？ 答：可以用其他方法验证，如表面张力法、染料法、增容作用发、光散射法等。其中表面张力法比较准确。 4. 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？若不能，则可用何种方法测定？ 答：a.不能用电导法测定非离子表面活性剂的临界胶束浓度。电导法测量表面活性剂临界胶束浓度的原理是：离子型表面活性剂在水中电离，生成离子可以导电，随着表面活性剂浓度的增加，电导率直线增大。但离子型表面活性剂分子生成胶束后，由于胶束比表面活性剂分子大得多，在水中移动慢得多，故电导率虽仍随着表面活性剂浓度的增大而增大，但增大的幅度（即直线斜率）变小。故电导率随浓度变化曲线上，在临界胶束浓度处有一拐点。对于非离子表面活性剂来说，表面活性剂分子在水中不电离，其溶液的电导率和表面活性剂浓度没有关系，故不能用电导法测定非离子表面活性剂的临界胶束浓度。b.非离子表面活性剂可用表面张力法来测定。 5. 溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡浓度有关，其关系式可表示为： dlncCMC?ΔH? dTRT2试问如何测定其热效应ΔH值？ 答：根据公式可知，只要知道CMC和T就可计算出相应的热效应。所以，只要设定温度以及测定在这温度的CMC即可计算出ΔH。 指导教师评语及评分： 签名： 年 月 日
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