臨界膠束濃度CMC測(cè)量

CMC簡(jiǎn)介

    表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束的很低濃度即為臨界膠束濃度（critical micelle concentration，簡(jiǎn)稱 CMC）。

    表面活性劑的表面活性源于其分子的兩親結(jié)構(gòu)，親水基團(tuán)使分子有進(jìn)入水中的趨勢(shì)，而憎水基團(tuán)則竭力阻止其在水中溶解而從水的內(nèi)部向外遷移，有逃逸水相的傾向。這兩種傾向平衡的結(jié)果使表面活性劑在水表富集，親水基伸向水中，憎水基伸向空氣，其結(jié)果是水表面好像被一層非極性的碳?xì)滏溗采w，從而導(dǎo)致水的表面張力下降。

    表面活性劑在界面富集吸附一般的單分子層，當(dāng)表面吸附達(dá)到飽和時(shí)，表面活性劑分子不能在表面繼續(xù)富集，而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃離水環(huán)境，于是表面活性劑分子則在溶液內(nèi)部自聚，即疏水基聚集在一起形成內(nèi)核，親水基朝外與水接觸形成外殼，組成簡(jiǎn)單的膠團(tuán)。而開始形成膠團(tuán)時(shí)的表面活性劑的濃度稱之為臨界膠束濃度，簡(jiǎn)稱cmc。

    當(dāng)溶液達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)，溶液的表面張力降至低值，此時(shí)再提高表面活性劑濃度，溶液表面張力不再降低而是大量形成膠團(tuán)，此時(shí)溶液的表面張力就是該表面活性劑能達(dá)到的最小表面張力，用cmc表示。

     表面活性劑分子濃度增加，其結(jié)構(gòu)會(huì)從單分子轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙睢魻詈蛯訝钅z束，通常認(rèn)為形成球形膠束時(shí)的濃度為第一臨界膠束濃度，球形膠束轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻钅z束時(shí)的濃度為第二臨界膠束濃度。在達(dá)到第一CMC的狹窄范圍內(nèi)，表面活性劑的許多物理化學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化，如表面張力、密度、折射率、粘度、滲透壓和光散射強(qiáng)度等。

                   圖1 JK99M系列全自動(dòng)張力儀選配組件-臨界膠束濃度CMC測(cè)量組件

JK99M系列全自動(dòng)張力儀選配組件-臨界膠束濃度CMC測(cè)量組件

高精度滴定泵

25ml滴定管

三通閥

滴定支架

1000ml專用容量瓶

磁力攪拌裝置

測(cè)定方法

    用表面張力與濃度的對(duì)數(shù)作圖，在表面吸附達(dá)到飽和時(shí)，曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該點(diǎn)的濃度即為臨界膠束濃度。

    表面活性劑水溶液的表面張力開始時(shí)隨溶液濃度增加而急劇下降，到達(dá)一定濃度（即cmc）后則變化緩慢或不再變化。因此常用表面張力-濃度對(duì)數(shù)圖確定cmc。

    具體做法：通過JK99M系列全自動(dòng)張力儀的選配組件-臨界膠束濃度CMC測(cè)量組件，自動(dòng)測(cè)定一系列不同濃度表面活性劑溶液的表面張力，同時(shí)記錄γ-c（濃度）曲線，通過擬合曲線，自動(dòng)判別拐點(diǎn)并計(jì)算出此體系中表面活性劑的cmc。

利用范例

1、利用臨界膠束濃度這一概念，我們可以巧妙的將溶液設(shè)計(jì)于所用主要表面活性劑臨界膠束濃度之上，使其在使用過程中形成雙分子層，即第一層表面活性劑分子的疏水基附著于固體表面，親水基伸向外面，第二層表面活性劑的親水基與第一層的親水基附著，疏水基伸向外面，從而形成*的親油性表面。

2、物質(zhì)在一定液體有其溶解飽和度，達(dá)到飽和度后物質(zhì)不再溶解，但我們可以利用臨界膠束濃度原理，將表面活性劑設(shè)計(jì)在臨界膠束濃度之上，可以大大增加物質(zhì)的溶解度。