實驗1 十二醇硫酸鈉的合成及性能測定
實驗目的
（1）掌握陰離子表面活性劑十二醇硫酸鈉的制備原理及工藝。
（2）掌握表面活性劑的表面張力和臨界膠束濃度的測定方法。
實驗原理
十二醇硫酸鈉也稱月桂醇硫酸鈉、K12，是重要的脂肪醇硫酸鹽型陰離子表面活性劑，外觀為白色粉末，易溶于水，泡沫豐富，有較好的生物降解性，耐堿、耐硬水，適于低溫洗滌，易漂洗，對皮膚刺激性小。十二醇硫酸鈉是牙膏中的常用發泡劑，也是香波、化妝品、各類泡沫沐浴劑、地毯清洗劑、電鍍浴劑的重要活性成分，還可作農藥潤濕粉劑和乳液聚合乳化劑。
十二醇硫酸鈉由十二醇與氯磺酸或氨基磺酸作用經中和而制得。反應原理如下：
臨界膠束濃度（CMC）是衡量表面活性劑性能的一個重要參數，在該點表面活性劑從離子或分子分散狀態締合成有序的結合體（即膠束），從而引起溶液的各種性能發生明顯的突變，這個開始形成膠束的表面活性劑的最低濃度被稱為臨界膠束濃度。臨界膠束濃度可用來衡量表面活性劑的活性大小。CMC越小，表示該表面活性劑形成膠束所需的濃度越低，即達到表面飽和吸附的濃度就越低，因而可以改變表面性質，起到潤濕、乳化、增溶、起泡等作用所需的濃度也越低，表示該表面活性劑的活性越大。
試劑與儀器
試劑：十二醇，氫氧化鈉（5％、30％），氯磺酸，蒸餾水，氯仿，雙氧氣（5％），乙醇。
儀器：三口燒瓶，滴液漏斗，電熱套，量筒，氯化氫吸收裝置，研缽，電動攪拌器，表面張力測定儀，燒杯，溫度計，蒸發皿，移液管。
實驗內容
1.十二醇硫酸鈉的合成
在裝有氯化氫吸收裝置、溫度計和電動攪拌器和滴液漏斗的250mL三口燒瓶中加入19g（0.1mol）十二醇，電熱套加熱并將溫度控制在25℃，在充分攪拌下用滴液漏斗于30min內緩慢滴加13g（0.1mol）氯磺酸，滴加時溫度不要超過30℃，注意控制泡沫，勿使物料溢出。加完氯磺酸后，于（30±2）℃反應2h，反應中產生的氯化氫氣體用質量分數為5％的氫氧化鈉溶液吸收。
硫酸化結束后，將硫酸化物緩慢地倒入盛有100g冰和水的混合物的250mL燒杯中（冰:水=2:1），同時充分攪拌，外面用冰水浴冷卻。最后用少量水把三口燒瓶中的反應物全部洗出。稀釋均勻后，在攪拌下滴加質量分數為30％的氫氧化鈉溶液進行中和至pH值為7～8.5，溫度控制在50℃。加入約0.5％的雙氧水漂白，得到稠厚的十二醇硫酸鈉。將上述漿液移入蒸發皿，在蒸汽浴上或烘箱內烘干，于研缽中壓碎研磨后得到白色粉狀或粒狀十二醇硫酸鈉約33g，收率約110％。
2.表面張力與臨界膠束濃度的測定
制備的十二醇硫酸鈉用乙醇重結晶后，用去離子水配制0.2mol·L-1的溶液，用移液管移取樣品0.1mL于表面張力儀中，用洗耳球打氣數次，使溶液濃度均勻，然后調節液面與毛細管端相切，測定精密數字壓差計最大的壓力差Δpmax。然后依次加入0.2mL、0.2mL、0.2mL、0.5mL、0.5mL、1.0mL、1.0mL溶液，每加一次測定一次壓力差Δpmax。直到溶液的量加到飽和為止，這時壓力計的Δpmax幾乎不再隨溶液的加入而變化。按下式計算不同濃度的十二醇硫酸鈉溶液的表面張力：
式中 σ——被測溶液的表面張力；
σ0——25℃、標準大氣壓下水的表面張力；
Δpmax，Δp0，max——實驗測定的被測溶液和水的精密數字壓差計最大的壓力差。
以樣品所測得的表面張力對溶液濃度作圖，根據拐點可以得到十二醇硫酸鈉的臨界膠束濃度。
注意事項
（1）氯磺酸遇水會分解，故所用玻璃儀器必須干燥。
（2）氯磺酸的腐蝕性很強，使用時要戴橡膠手套，在通風櫥內取。
（3）氯化氫吸收裝置要密封好。
（4）表面張力儀測定時系統要保持良好的密封性。
思考題
（1）硫酸醇鹽型陰離子表面活性劑有哪幾種？寫出結構式。
（2）滴加氯磺酸時溫度為什么控制在30℃以下？
（3）十二醇硫酸鈉的產率為什么超過100％？雜質是否一定要除去？
參考文獻
［1］龔盛昭，稅永紅.精細化工實驗與實訓［M］.北京：科學出版社，2008.
［2］朱凱，朱新寶.精細化工實驗［M］.北京：中國林業出版社，2012.
［3］周艷，黃宏志，丁正學，魯德平.十二烷基硫酸鈉制備方法的探討［J］.實驗技術與管理，2006，23（3）：41-43.