CMC簡介

    表面活性劑分子在溶劑中締合形成膠束的濃度即為臨界膠束濃度（critical micelle concentration，簡稱 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，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)會從單分子轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙?、棒狀和層狀膠束，通常認(rèn)為形成球形膠束時(shí)的濃度為臨界膠束濃度，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 JK99D系列全自動張力儀選配組件-臨界膠束濃度CMC測量組件

JK99D系列全自動張力儀選配組件-臨界膠束濃度CMC測量組件

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

測定方法

    用表面張力與濃度的對數(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-濃度對數(shù)圖確定cmc。

    具體做法：通過JK99D系列全自動張力儀的選配組件-臨界膠束濃度CMC測量組件，自動測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。