光度法研究十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度

ISS N 1002-4956

CN11-2034/T

实 验 技 术 与 管 理

Ex perim ental Technology and M anagem ent

第28卷 第9期 2011年9月Vol. 28 No. 9 Sep. 2011

光度法研究十二烷基硫酸钠的

临界胶束浓度

王新红, 戴兢陶, 顾云兰

(江苏盐城师范学院化学化工学院, 江苏盐城 224051)

摘 要:在碘的水溶液和I -3溶液2种体系中测定了十二烷基硫酸钠(SDS) 的临界胶束浓度(CM C) , 讨论了在I -3体系中, 不同硫酸钠和氯化钾对测定结果的影响, 在碘的水溶液中研究了不同碘浓度对SDS 的CM C 的影响。采用分光光度法求得SDS 在两种体系中的CM C 值, 硫酸钠与氯化钾对CM C 的值有影响, 且硫酸钠对SDS 的表面活性影响大于氯化钾; 在碘的水溶液中, 随碘的浓度增大, CM C 呈增大趋势。关键词:十二烷基硫酸钠; 临界胶束浓度; 紫外分光光度法

中图分类号:T Q423-33 文献标志码:B 文章编号:1002-4956(2011) 09-0046-04

Determination of critical micelle concentration of sodium

dodecyl sulfate by using spectrophotometry

Wang Xinhong, Dai Jingtao, Gu Yunlan

(Scho ol o f Chemistr y &Chemical Eng ineering , Y ancheng T eachers U niver sity, Yancheng 224051, China) Abstract:Cr itical micelle co ncentr atio ns (CM C) o f so dium dodecy l sulfat e (SD S) in aqueo us so lution of io -dine and I -3so lutio n w ere deter mined, and tw o sa lts, so dium sulfate a nd po tassium chlor ide o n the im pact of CM C of SD S in the aqueous so lutio n o f io dine in differ ent concentr atio ns of io dine w er e also discussed. T he CM C of SD S obtained in tw o differ ent system s are differ ent by using spectro photo metr y. Sodium su-l fate salts o n the im pact o f the surface activ ity o f SDS are g reat er than po tassium chlo ride in I -3so lut ion, and w ith the incr easing co ncentr atio n o f iodine, the CM C of SDS show the tr end o f incr easing in the aqueous so -lutio n o f io dine.

Key words:so dium dodecy l sulfate; critica l micelle concentr ation; spectro phot ometry

表面活性剂的应用领域从日用化工发展到石油、

纺织、食品、农业等方面[1-4]。目前文献已报道的测定表面活性剂的临界胶束浓度(CM C) 的方法已有30多种, 如电导法、染料法、紫外分光光度法等。紫外分光光度法是测定CMC 最常见的方法之一, 是一种简单、准确的有效方法。

实验以I 2为显色剂研究了十二烷基硫酸钠的临界胶束。

[5]

1 实验仪器和方法

1. 1 仪器与试剂

十二烷基硫酸钠(SDS) 上海化学试剂公司产品;

I 2、KI 、Na 2SO 4和KCl 为上海化学试剂二厂产品, 均为分析纯; 实验用水均为去离子水。紫外可见分光光度计为U V2265(日本岛津公司) , 样品池均为1cm 的石英比色皿。1. 2 实验方法

-(1) 实验方法一:I -3溶液和SDS+I 3混合溶液。

收稿日期:2010-11-11 修改日期:2011-01-22

基金项目:江苏省高校自然科学基础研究项目(08KJD150020) ; 江苏盐

城师范学院科研项目(10YCKL015)

作者简介:王新红(1974 ) , 女, 陕西宝鸡, 硕士, 讲师, 研究方向:表面

活性剂与中草药成分提取的相关研究.

E -mail:w [email protected] com

配制SDS 的初始浓度为0. 02mo l/L 的浓溶液, 用时适当稀释。I 2与KI 采用等摩尔混合得到等摩尔I -3溶液, 浓度为4mm ol/L, 用时适当稀释。然后, 移取一定体积I 3溶液, 加入不同体积的SDS 溶液, 其余用

水稀释至一定总体积; 振动10~15min 后, 平衡一段c 的I -3-

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在室温下测定紫外吸收波长 。作出 -c 曲线, 曲线转折点处的浓度即为表面活性剂的CM C 值。

(2) 实验方法二:SDS 与I -3混合液。配制I 2的饱和水溶液。I 2的初始浓度为4. 61m mol/L, 然后加入不同体积的SDS 溶液, 得到不同浓度的SDS 与I 2的混合水溶液。平衡一段时间即可在室温下测定紫外吸收波长 。作出 -c 曲线, 曲线转折点处的浓度即为表面活性剂的CM C 值。

验结果显示, 在288nm 和350nm 处有吸收峰, 说明

体系中I 2与I -已完全结合生成了I -3溶液。

做SDS 与I -3的混合溶液紫外扫描, 结果见图1(A 为吸光度) 。结果显示, 288nm 和350nm 处的吸收峰未发生移动, 只是随SDS 的浓度不同, 吸收峰的强度发生了变化。以288nm 和350nm 处的光的吸光度对浓度作图, 见图1(b) 。由图1(b) 可知, 随着SDS 浓度的增大, 开始吸光度基本未发生改变, 当SDS 浓度增大至7. 0mm ol/L 时, 吸光度逐步增强, 曲线出现了明显的第1次拐点[6], 拐点的浓度即为本实验的CM C 值, 与电导法测定的纯水溶液中的SDS 的CM C 值(8. 0m mol/L)

非常接近。

2 结果与讨论

2. 1 I -3溶液中求取SDS 溶液的CMC 值

做I 2和I -的混合溶液即I -3溶液的紫外扫描。实

图1 不同浓度的SDS 溶液的紫外吸收光谱图

2. 1. 1 Na 2SO 4对SDS 溶液的紫外吸收光谱影响

在溶液中加入无机盐通常会使表面活性剂的表面活性增强, 但无机盐的影响又随表面活性剂的类型不同而异。对于不同的表面活性剂体系, 对盐的稳定性是一个重要的性能指标。实验研究了Na 2SO 4对SDS 与I -3溶液体系吸光度的影响。当体系中Na 2SO 4浓度为0. 072m ol/L 时, 可以观察到288nm 和350nm 处I -3的特征吸收峰, 从吸光度A 对不同浓度的SDS 关系图(见图2) 看出, 体系的吸光度呈现增大的趋势, 由实验数据拟合曲线表明, 拐点处对应的浓度, 即CM C 值为4. 3mm ol/L 。这比水溶液中的CM C 值有所下降, 这与文献[7]一致, 而当无SDS 时, Na 2SO 4对I 2-KI 紫外峰无任何影响。这表明对于本体系的离子型表面活性剂, 在其中加入与表面活性剂有相同反离子的无机盐时, 提高了离子型表面活性剂的活性, CM C 值会降低[8]。

2. 1. 2 KCl 对SDS 溶液的紫外吸收光谱影响在不同浓度的SDS 与I 3溶液体系中, 加入了KCl 后, 其浓度为86mmo l/L, 体系的紫外光谱产生明显变化(见图3(a) ) , 与图1相比较, 288nm 和350nm

, -

图2 加入硫酸钠后SDS 溶液的吸光度曲线图

吸收峰增强了, 这主要因它们的摩尔吸光系数差别很大。以225nm 和288nm 对应的吸光度与SDS 浓度作图(图3(b) ) , 结果表明, 2条曲线在同一SDS 浓度处都出现了明显的拐点, 拐点处的浓度值即为CM C 值, 即为5. 35mm ol/L 。

N a 2SO 4与KCl 相比较, 当Na 2SO 4浓度比KCl 浓度小时, 反而使体系形成胶束的浓度比KCl 更低, 说来

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实 验 技 术 与 管 理

图3 加入KCl 后SDS 溶液的吸光度曲线图

说, 主要因为无机盐对离子型表面活性剂的影响主要是离子间的静电作用, 无机盐阳离子Na 的离子半径为95pm, 而K +的离子半径为133pm, 离子半径越大, 水合半径就越小, 更易压缩离子头双电层厚度, 减小它们之间的斥力, 从而使其容易形成胶团。所以Na 2SO 4比KCl 更易增强SDS 的表面活性, 使临界胶束浓度下降[9]。

2. 2 碘的水溶液中的紫外光度法测定

SDS 与I 2的混合溶液中I 2的浓度为0. 185mmol/L

+

时的紫外吸收光谱, 见图4(a) 。图4(a) 显示, 与纯I 2-H 2O 体系的光谱不同之处在于350nm 处出现了紫外吸收, 且288nm 处吸光度增强了, 以波长288nm 、350nm 、459nm 处的紫外光的吸光度A 值对SDS 浓度作图, 见图4(b) , 从3个波长的转折点处分别可求得SDS 的CM C 值分别为5. 558、5. 430、5. 480m mol/L 。实验结果表明, 当体系中碘的浓度增大后, 随着SDS 浓度的增大, 体系的紫外吸光度先呈现减小趋势, 然后在SDS 的CM C 处又转折,

呈现增大趋势。

图4 I 2浓度为1. 85 10-4mol L -1时SDS 溶液的吸光度曲线图

当SDS 与I 2溶液中碘的浓度增大至0. 277mmo l/L 时, 体系的紫外光谱发生了变化, 波长288、

350、459nm 处的A 值与SDS 浓度关系见图5(a) 。实验结果表明, 体系的吸光度波动很小, 基本没有规律。当溶液中碘的浓度继续增大至0. 369mm ol/L 时, 体系的A 与SDS 浓度关系见图5(b) 。实验表明, 287nm 、352nm 处的A 值随SDS 浓度增大, 体系的紫外吸收峰是呈现增大趋势, 分别在浓度为7. 73mmo l/L 和7. 86m mol/L 处发生了转折。

3 结论

I 2-KI 溶液体系中, SDS 的CM C 值与在纯水的CM C 非常接近。无机盐硫酸钠对该体系的CM C 有明显的影响, 导致其值下降为4. 30mmo l/L; 而KCl 的影响作用弱于硫酸钠, 测定的CMC 约为5. 35mmo l/L 。I 2-H 2O 体系中, 保持SDS 的浓度基本不变, 随着I 2的浓度的增大, CMC 值呈现增大趋势。这种在非纯水介质中CM C 的测定方法与实际研究紧密[10]

王新红, 等:光度法研究十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度

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图5 SDS 溶液的吸光度对SDS 浓度关系图

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4 结束语

在低加速电压下电子枪亮度大幅下降、在大工作

距离下电子束斑迅速增大, 是造成SEM 图像分辨率和较高放大倍数的图像清晰度变差的主要原因。利用场发射电子枪的高亮度、小交叉斑, 以及优化磁透镜设计等, 可从根本上解决这些问题。目前场发射SEM 的分辨率已达0. 6nm 、低电压扫描电镜(LVSEM ) 的分辨率也已达2. 5nm, 为探索微观世界提供了有力保证。当然, SEM 最佳性能的发挥也需要电镜工作者的辛勤努力, 在此意义上, 电镜工作者了解一点电镜的设计原理或是有益的。参考文献(References)

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[12]


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