^#實驗5 表面活性劑的鑒別

表面活性劑可分為陰離子、陽離子和非離子三類。陰離子和陽離子型表面活性劑可利用它們的離子反應性來鑒別，非離子表面活性劑則利用與金屬離子形成絡合物的顏色來鑒別。

表面活性劑形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度（CMC），它是表面活性劑活性的量度。表面活性劑的潤濕、滲透作用只需界面吸附，所以只要其濃度稍高于CMC，即有效；乳化、分散、增溶和去污凈洗，需要大量膠束的作用，因此表面活性劑的濃度高于CMC較多才有效。

非離子表面活性劑通過聚環氧乙醚鍵中的氧原子與水分子中的氫形成氫鍵而溶于水，但這種作用力比較弱。當非離子表面活性劑水溶液受熱時，隨著溫度升高，氫鍵逐漸斷裂，親水性下降，溶液出現混濁，此時的溫度稱為濁點。濁點決定了非離子表面活性劑的使用溫度及其他應用性能。

通過本實驗掌握陰離子、陽離子和非離子表面活性劑的鑒別方法，掌握表面活性劑主要性能（臨界膠束濃度和非離子表面活性劑濁點）的測定方法。

一、陰離子表面活性劑的鑒別

（一）亞甲基藍—氯仿法

1.主要化學品和儀器

亞甲基藍，濃硫酸，無水硫酸鈉，氯仿，陰離子表面活性劑試樣（1%），電子天平，具塞試管（25mL），量筒，燒杯。

2.實驗步驟

亞甲基藍溶液配制：亞甲基藍0.03g，濃硫酸12g及無水硫酸鈉50g，溶于蒸餾水并稀釋至1L。

量取5mL表面活性劑試樣（1%）盛于25mL具塞試管中，加入10mL亞甲基藍溶液和5mL氯仿，充分振搖后靜置，觀察兩層顏色。如氯仿層呈藍色，則表示試樣中有陰離子表面活性劑存在。

（二）百里酚藍法

1.主要化學品和儀器

百里酚藍（1%），鹽酸（0.005mol/L），陰離子表面活性劑試樣（0.01%～0.1%），試管（20mL），量筒，燒杯。

2.實驗步驟

百里酚藍溶液配制：將3滴百里酚藍（1%）加入5mL鹽酸溶液（0.005 mol/L）中制成。

量取5mL表面活性劑試樣（0.01%～0.1%）盛于20mL試管中，加入5mL百里酚藍溶液。如溶液呈紅紫色，則表示試樣中有陰離子表面活性劑存在。

二、陽離子表面活性劑的鑒別（溴酚藍法）

1.主要化學品和儀器

溴酚藍，醋酸（0.2 mol/L），醋酸鈉（0.2 mol/L），乙醇，陽離子表面活性劑試樣（1%），試管（20mL），量筒，燒杯。

2.實驗步驟

溴酚藍溶液配制：將75mL醋酸鈉（0.2 mol/L）和925mL醋酸（0.2 mol/L）混合，再加入20mL溴酚藍乙醇溶液（0.1%）。此溶液pH為3.6～3.9。

將陽離子表面活性劑試樣（1%）溶液的pH調至7，然后滴加2～5滴試樣溶液于10mL的溴酚藍溶液中。如溶液呈深藍色，則表示試樣中有陽離子表面活性劑存在；如溶液呈紫藍熒光的亮藍色，則表示試樣中有兩性長鏈氨基酸和甜菜堿類表面活性劑存在。

三、非離子表面活性劑的鑒別（聚氧乙烯型）

（一）碘化鉍鉀（Dragendorff）法

1.主要化學品和儀器

次硝酸鉍，冰醋酸，碘化鉀（40%），非離子表面活性劑試樣，電子天平，濾紙，噴壺。

2.實驗步驟

次硝酸鉍溶液配制：將0.8g次硝酸鉍溶于10mL冰醋酸和40mL蒸餾水中。

顯色劑：5mL次硝酸鉍溶液、5mL碘化鉀（40%）加20mL醋酸，用蒸餾水稀釋至100mL。

將非離子表面活性劑試樣點在濾紙上，用噴壺噴以顯色劑，如試樣點呈橙紅色，則表示該試樣為聚氧乙烯型非離子表面活性劑（本方法靈敏度為10～100μg）。

（二）硫氰酸鈷法

1.主要化學品和儀器

硫氰酸銨，硝酸鈷，陽離子、非離子表面活性劑試樣（1%），電子天平，試管（20mL），量筒，燒杯。

2.實驗步驟

硫氰酸鈷溶液配制：將174g硫氰酸銨和28g硝酸鈷溶解于1L蒸餾水中。

取5mL表面活性劑試樣（1%）于試管（20mL）中，加入5mL硫氰酸鈷溶液，搖動混合，放置2h后，觀察溶液顏色。如呈藍色，則表示試樣中有聚氧乙烯型非離子表面活性劑存在；如呈紅紫色或有藍色沉淀，則表示試樣中有陽離子表面活性劑存在。

四、未知試樣的鑒別

1.主要化學品和儀器

亞甲基藍，鄰苯二酚紫羅蘭，石油醚，乙酸乙酯，氯仿，乙醚，c（HCl）=0.1mol/L鹽酸，c（NaOH）=0.1mol/L氫氧化鈉溶液，表面活性劑試樣，試管（20mL），研缽，試管（20mL），量筒，燒杯。

2.實驗步驟

（1）Burger法。混合染料溶液配制：分別將亞甲基藍、鄰苯二酚紫羅蘭與石油醚一起煮沸，再分別與乙酸乙酯一起煮沸，然后過濾、干燥。將上述兩種染料按等物質的量混合，在研缽中充分研磨后，溶解在蒸餾水中，配制成0.05%混合染料溶液。

表面活性劑試樣依次用氯仿、乙醚和石油醚萃取，棄去有機層（目的是去除試樣中的雜質），然后用c（HCl）=0.1mol/L鹽酸或c（NaOH）=0.1mol/L氫氧化鈉溶液調節試樣溶液至pH為5～6。量取試樣溶液5mL于試管（20mL）中，加入5滴混合染料溶液和5mL石油醚，充分搖動后，靜置。如水層呈綠色，石油醚層呈無色，兩層界面呈綠色或無色，則表示試樣中不存在表面活性劑；如水層呈黃色，石油醚層呈無色，兩層間有深藍色，則表示試樣中有陰離子表面活性劑存在；如水層呈藍色，石油醚層呈無色，兩層間呈黃色，則表示試樣中有陽離子表面活性劑存在；如兩相界面處有很薄的乳濁層，則表示試樣中有非離子表面活性劑存在。

（2）逐步鑒別法。按陰離子、陽離子和非離子表面活性劑的鑒別方法逐步進行。

五、表面活性劑的性能測試

（一）表面活性劑臨界膠束濃度（CMC）的測定

1.表面張力法

表面活性劑溶液的表面張力隨著溶液濃度降低而急劇下降，到一定濃度后，則變化緩慢或不變。因此，可以通過表面活性劑溶液濃度與表面張力曲線的轉折點確定CMC。此法的最大優點是表面活性劑的活性高低對測定準確度沒有影響，而且不受溶液中無機鹽的干擾。

（1）主要化學品和儀器。表面活性劑，表面張力儀。

（2）實驗步驟。按表面張力儀的使用說明書調試并測定不同濃度表面活性劑溶液的表面張力，作圖找出轉折點，確定CMC。

2.染料法

利用個別染料在水中和在表面活性劑膠束中有明顯色澤差異的特點，通過滴定法來確定表面活性劑的CMC。

（1）主要化學品和儀器。羅達明6G（測陰離子表面活性劑），直接天藍FF（測陽離子表面活性劑），四碘熒光素（測非離子表面活性劑），酸式滴定管，量筒，燒杯。

（2）實驗步驟。在已知濃度（大于CMC）的表面活性劑溶液中加入適當的染料，染料即被溶于膠束中，呈現某種顏色。然后用水來滴定此溶液，直到溶液顏色發生顯著變化，記錄下滴定用水量，計算表面活性劑濃度，此濃度即為CMC。

（二）非離子表面活性劑濁點的測定

1.主要化學品和儀器

非離子表面活性劑試樣（1%），甘油，水浴鍋，燒杯（250mL），試管（20mL），玻璃棒，溫度計（200℃）。

2.實驗步驟

取8mL非離子表面活性劑試樣（1%）于試管中，然后將此試管置于甘油浴中，緩慢升溫，仔細觀察溶液透明度的變化，邊加熱邊上下攪動溶液，當溶液變混濁時，記下管內溫度計的讀數，即為濁點。為可靠起見，將試管從甘油浴中取出，降溫，并記下溶液恢復透明時的溫度，以便比較，或取多次測定結果的平均值。

注意事項

1.實驗觀察要仔細，記錄要詳細。

2.表面張力儀的調試和測定方法參考所選儀器的使用說明。

思考題

1.本實驗中用哪幾種方法鑒別表面活性劑的離子性？

2.非離子表面活性劑的濁點有何實際意義？

3.表面活性劑的臨界膠束濃度影響表面活性劑的哪些性能？