临界胶束浓度

    临界胶束浓度 : 表面活性剂在溶液表面的吸附 量随溶液浓度的增高而增多,当浓度达到和 超过某值后,吸附量不再增加。这些过多的表 面活性剂分子在溶液内形成缔合体,这种缔 合体称为胶束。表面活性剂在溶液中形成胶束的起始浓度称为临界胶束浓度[critical micell concentration,缩写为CMC]。表面活 性剂在水溶液中的浓度达到CMC后,再加 入表面活性剂,其单体分子浓度不再增加,增 多的只是胶束的数量。
表面活性剂的浓度在CMC以上不太高 的范围内大都呈球状,如阴离子表面活性剂 十二烷基硫酸钠的胶束,亲油基指向胶束内 部,构成液态氢核,亲水基处于球体表面,吸 附反离子Na⁺,大部分—SO₃^-亲水基在静电 排斥力作用下呈松散状排列。离子型表面活 性剂,不论其亲水基如何,其聚集数均在 50～60。而非离子表面活性由于其亲水基之 间没有离子电荷的排斥作用,其CMC很小,聚集数非常大。例如月桂醇聚氧乙烯醚胶束 的聚集数,在25～50℃时为400。表面活性剂 的浓度高于CMC的10倍时,胶束呈棒状,浓 度再增高,成六角状,甚至成为层状。图1为 胶团结构示意图,图2为胶团形态。

图1 胶团结构示意图

球形

扁球

棒状

层状

图2 胶团形态

胶束溶液清澈透明,因为其大小在 0.005μm～0.01μm之间,小于可见光的波 长。胶束大小可采用光散射法、X射线衍射 法、扩散法、渗透法、超离心法等进行测定。 如用光散射法测出胶束的分子量 (胶束量), 然后除以表面活性剂的分子量,得到胶束聚 集数。
表面活性剂的浓度超过CMC后,溶液 的表面张力不再降低,增溶力增强,去污力 增加,电导性的增加趋于缓和。大多数表面活 性剂的CMC值在0.001～0.02mol/L之间。
表面活性剂在非水溶液中也会形成聚集 体。这种聚集体的结构与水溶液中的胶团相 反。它是以疏水基构成外层,亲水基(常有少 量的水) 聚集在一起形成内核,称之为反胶 束。反胶束的聚集数和尺寸都比较小,常在10 左右,有时只有几个单体聚集而成。通常离子 型表面活性剂形成的反胶束较大,而阴离子 型硫酸盐又优于阳离子季铵盐。