精细化学品生产工艺学 (11).pdf
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1、滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法摘要:用滴体积法测定表面活性剂水溶液 的表 面张力,从而确定其临界胶 束浓度 的方法,数据处理较繁琐,而 且缺 乏准确性.本文通过研究落滴体积与表面活性剂浓度 的关系,提 出了一种 简便、准确测定表面活性剂溶液临界胶束浓度 的新方法,并对该方法进行了实验验证.关镇词:滴体积法;表面活性剂;临界胶束浓度中图分类号:06 52.7;0655.20前言临界胶束浓度e,c(e ritie almieelle。oneentr ation)是表征表面活性剂性能的重要参数.测定mc的方法有多种,其中之一为:用滴体积法测定出一系列浓度的表面活性剂水溶液的表面张力,
2、然后用表面张力对浓度作图(如图1所示),所得曲线的转折点即相当于c。.滴体积法作为表面张力的测定手段,虽然其操作简单易行,e饥e109eZ图1切线 法求取表面活性荆溶液m的示意图测定结果又有很好的准确度 1 j,但数据处理比较麻烦.这是因为在测定落滴的体积时,管口总有部分液体残留,必须引入校正系数.而校正系数的确定,需要对于一系列表面张力的求算进行反复查表、插值,这无疑是一件繁琐的工作.另外,由于cm是由表面张力一浓度对数曲线的转折点来确定的,即图1中两条切线的交点来确定,而切线的画法带有不确定性,因而其结果也就缺乏准确性.本文研究了落滴体积与表面活性剂浓度的关系.研究结果表明:落滴体积与表面
3、活性剂水溶液浓度的对数在m左侧和右侧分别呈线性关系.这一关系说明,用滴体积法测定出不 同浓度时表面活性剂溶液 的落滴体积.收稿日期:1 99 4一1 212.第一作者通讯处:10。2 9北京服装学院精细化 工系,本 院8 7级本 科生.第1期朱小红等:滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法直接由落滴体积对浓度的对数作图,即可简便、准确地确定出mc.研究 中用该方法对8种表面活性剂进行了cm。的测定,结果表明:该方法确实简单易行,准确可靠.1理论部分滴体积法是在滴重法 2 的基础上发展起来的.此法的基本原理是:当液体在管口成滴落下时,落滴大小与管口半径及液体表面张力有关.由于落滴在管口滴
4、落时有部分残留,必须引入校正 因子,从而得到如下的关系式:。_互 竺亘星.(1)r式中a为表面张力,V为落滴体积,p为液体密度,g为重力加速度,r为管口半径,F为校正 系数.已经证明,F为v:一3(或二v一勺的函数,与表面张力、滴管材料、液体密度、粘度等因素无关(常以数表形式给出F与v,一3或二v一专的关系).当v厂3的值在1.17 7一2.35 2之间时,校正 系数F在0.2 6 3 8一0.2 6 5 8之间,平均为0.2648,可近似看作为常数,.式(1)中a与V近似呈线性关系.L L IH二K o BeK Hn经验方程3一口。一RTP。Ln(1+Kc).(2)中,。为纯溶剂的表面张力,
5、Pc o为饱和吸附量,K为吸附系数.显然,。与Ln(1+K)呈线性关系.这样,在浓度趋近m的窄范围内,V与Ln(1十 K c)可以近似为线性关系.对于一些表面活性剂,1少K1以们,使得K1,Ln(1+K)近似为Ln(K),所以落滴体积v与溶液浓度的对数Ln呈线性关系.当浓度大于cm时溶液的表面张力不再发生变化,液滴体积也将不变,这样就会得到另一条落滴体积V与Ln的直线.两条直线的交点,正好是2实验部分2.1试样8种试样的名称、等级及生产厂家列于表1中.表1试样名称、等级及生产厂家试样编号试样名称等级十二烷基硫酸钠盐十二烷基苯磺 酸钠 盐十六烷基三甲基澳化钱十四烷基氯代毗吮Trito n一4 5
6、SPan一20月桂咪哇琳 两性SACl。C1 6氨基酸型SA化学纯化学纯分析纯分析纯分析 纯分析纯水溶 液水溶液(4。写)生产厂家广州化学试剂分公司上海化学试剂供应站中国医药总公司北京化工厂SE R V A公司英国进口分装本院应用化学教研室本院应用化学教研室护梦犷犷护6#尸扩注:7#和8#试样由本院原 应用化学 教研室周绍箕教授提供.北京服装学院学报199 5年2.2实验方法试样1”和2“用无水乙醇重结晶2次;试样3“和4”用二次蒸馏水重结晶2次;试样仁和8”减压去水份,用无水乙醇去无机盐,减压去乙醇,干燥1一2d(天).分别 配制包含。在 内的一系列浓度的表面活性剂水溶液.然后,用滴体积装置
7、在恒温条件下测定溶液的落滴体积.最后绘制V对Lnc的图,由线性关系求取mo.3结果与讨论图2一图9为各试样的V一Ln图、6 0、6 6七、卜闷l丫日6 0、t色4 5)入矛4 0卜一_卜以腮.“5)一帐,一士;一一一言一一月一;一曰j3 0份一O一匀.0一O一怪.0一任一 甘50665 05 05 54 4闷日c。工xA3 5 L一一6.5Inc/(molL一)图2十二烷基硫酸钠盐的V一Lnf关 系一8一7c讥C一6一5一4Ine/(molL一)图3+二烷基苯磺酸钠盐的V一Ln:关系5 05 06 6 5 5闷日。叫减A匕n 甘4 4.5 5 05 2 5)6”U47 54 5042 54 0
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