表面活性劑的表面張力測定原理

    在表面活性劑溶液濃度很稀時,,溶液的表面張力隨著濃度的增加急劇下降。但當濃度達到一定值時,表面張力就不再降低或者變化很小。還有許多其他的性質,如電導、滲透壓、去污能力等也有類似的規律。研究表明,表面活性劑溶液的濃度超過一定值后,表面活性劑分子或離子就可形成聚集體,這種聚集體稱為膠團。溶液性質發生突變的濃度稱為臨界膠團濃度(CMC)。臨界膠團濃度是表面活性劑活性大小的重要指標。

    表面活性劑CMC的數值,原則上可利用表面活性劑溶液在臨界膠團濃度時溶液物理化學性質的突變來進行測定。但是由于各種性質隨濃度的變化率不同，溶液性質本身的差異以及測定方法的難易繁簡，因此各種方法的實用性也不一樣。

    這個實驗是利用滴體積法測定各種不同濃度表面活性劑溶液的表面張力，并通過表面張力和濃度的對數圖來求CMC，即求出圖上的曲線轉折點的濃度，這是一種用得最為普遍的方法。

    滴體積法是一種簡單易行，數據接近平衡值的表面張力測定方法，其基本原理是當液體在管口成滴落下時，落滴的大小與管口半徑及液體表面張力有關。

    mg=2pRs (12-5)式中：m為落滴的質量;g為重力加速度;R為管口半徑;s為液體的表面張力。

    此式表示沿管口周邊作用的表面張力支持液體懸掛，表面張力與重力方向正好相反，當液滴所受重力超過表面張力無限小量時，即可全部自管口脫落。

    但是由于液滴形狀的變化以及不完全滴落，上式必須經過校正后才能使用。

    mg=f·2pR·s (12-6)或(12-7)校正因子f是毛細管半徑和液滴體積的函數，(12-8)f值可自文獻查得。因此在測定液體的表面張力時，可測定在已知半徑毛細管滴頭上滴下的每滴液體的體積，求出值，并查表得出校正因f，再根據液體的密度求出m，然后按(12-7)式計算s。

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