^#实验5 表面活性剂的鉴别

表面活性剂可分为阴离子、阳离子和非离子三类。阴离子和阳离子型表面活性剂可利用它们的离子反应性来鉴别，非离子表面活性剂则利用与金属离子形成络合物的颜色来鉴别。

表面活性剂形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC），它是表面活性剂活性的量度。表面活性剂的润湿、渗透作用只需界面吸附，所以只要其浓度稍高于CMC，即有效；乳化、分散、增溶和去污净洗，需要大量胶束的作用，因此表面活性剂的浓度高于CMC较多才有效。

非离子表面活性剂通过聚环氧乙醚键中的氧原子与水分子中的氢形成氢键而溶于水，但这种作用力比较弱。当非离子表面活性剂水溶液受热时，随着温度升高，氢键逐渐断裂，亲水性下降，溶液出现混浊，此时的温度称为浊点。浊点决定了非离子表面活性剂的使用温度及其他应用性能。

通过本实验掌握阴离子、阳离子和非离子表面活性剂的鉴别方法，掌握表面活性剂主要性能（临界胶束浓度和非离子表面活性剂浊点）的测定方法。

一、阴离子表面活性剂的鉴别

（一）亚甲基蓝—氯仿法

1.主要化学品和仪器

亚甲基蓝，浓硫酸，无水硫酸钠，氯仿，阴离子表面活性剂试样（1%），电子天平，具塞试管（25mL），量筒，烧杯。

2.实验步骤

亚甲基蓝溶液配制：亚甲基蓝0.03g，浓硫酸12g及无水硫酸钠50g，溶于蒸馏水并稀释至1L。

量取5mL表面活性剂试样（1%）盛于25mL具塞试管中，加入10mL亚甲基蓝溶液和5mL氯仿，充分振摇后静置，观察两层颜色。如氯仿层呈蓝色，则表示试样中有阴离子表面活性剂存在。

（二）百里酚蓝法

1.主要化学品和仪器

百里酚蓝（1%），盐酸（0.005mol/L），阴离子表面活性剂试样（0.01%～0.1%），试管（20mL），量筒，烧杯。

2.实验步骤

百里酚蓝溶液配制：将3滴百里酚蓝（1%）加入5mL盐酸溶液（0.005 mol/L）中制成。

量取5mL表面活性剂试样（0.01%～0.1%）盛于20mL试管中，加入5mL百里酚蓝溶液。如溶液呈红紫色，则表示试样中有阴离子表面活性剂存在。

二、阳离子表面活性剂的鉴别（溴酚蓝法）

1.主要化学品和仪器

溴酚蓝，醋酸（0.2 mol/L），醋酸钠（0.2 mol/L），乙醇，阳离子表面活性剂试样（1%），试管（20mL），量筒，烧杯。

2.实验步骤

溴酚蓝溶液配制：将75mL醋酸钠（0.2 mol/L）和925mL醋酸（0.2 mol/L）混合，再加入20mL溴酚蓝乙醇溶液（0.1%）。此溶液pH为3.6～3.9。

将阳离子表面活性剂试样（1%）溶液的pH调至7，然后滴加2～5滴试样溶液于10mL的溴酚蓝溶液中。如溶液呈深蓝色，则表示试样中有阳离子表面活性剂存在；如溶液呈紫蓝荧光的亮蓝色，则表示试样中有两性长链氨基酸和甜菜碱类表面活性剂存在。

三、非离子表面活性剂的鉴别（聚氧乙烯型）

（一）碘化铋钾（Dragendorff）法

1.主要化学品和仪器

次硝酸铋，冰醋酸，碘化钾（40%），非离子表面活性剂试样，电子天平，滤纸，喷壶。

2.实验步骤

次硝酸铋溶液配制：将0.8g次硝酸铋溶于10mL冰醋酸和40mL蒸馏水中。

显色剂：5mL次硝酸铋溶液、5mL碘化钾（40%）加20mL醋酸，用蒸馏水稀释至100mL。

将非离子表面活性剂试样点在滤纸上，用喷壶喷以显色剂，如试样点呈橙红色，则表示该试样为聚氧乙烯型非离子表面活性剂（本方法灵敏度为10～100μg）。

（二）硫氰酸钴法

1.主要化学品和仪器

硫氰酸铵，硝酸钴，阳离子、非离子表面活性剂试样（1%），电子天平，试管（20mL），量筒，烧杯。

2.实验步骤

硫氰酸钴溶液配制：将174g硫氰酸铵和28g硝酸钴溶解于1L蒸馏水中。

取5mL表面活性剂试样（1%）于试管（20mL）中，加入5mL硫氰酸钴溶液，摇动混合，放置2h后，观察溶液颜色。如呈蓝色，则表示试样中有聚氧乙烯型非离子表面活性剂存在；如呈红紫色或有蓝色沉淀，则表示试样中有阳离子表面活性剂存在。

四、未知试样的鉴别

1.主要化学品和仪器

亚甲基蓝，邻苯二酚紫罗兰，石油醚，乙酸乙酯，氯仿，乙醚，c（HCl）=0.1mol/L盐酸，c（NaOH）=0.1mol/L氢氧化钠溶液，表面活性剂试样，试管（20mL），研钵，试管（20mL），量筒，烧杯。

2.实验步骤

（1）Burger法。混合染料溶液配制：分别将亚甲基蓝、邻苯二酚紫罗兰与石油醚一起煮沸，再分别与乙酸乙酯一起煮沸，然后过滤、干燥。将上述两种染料按等物质的量混合，在研钵中充分研磨后，溶解在蒸馏水中，配制成0.05%混合染料溶液。

表面活性剂试样依次用氯仿、乙醚和石油醚萃取，弃去有机层（目的是去除试样中的杂质），然后用c（HCl）=0.1mol/L盐酸或c（NaOH）=0.1mol/L氢氧化钠溶液调节试样溶液至pH为5～6。量取试样溶液5mL于试管（20mL）中，加入5滴混合染料溶液和5mL石油醚，充分摇动后，静置。如水层呈绿色，石油醚层呈无色，两层界面呈绿色或无色，则表示试样中不存在表面活性剂；如水层呈黄色，石油醚层呈无色，两层间有深蓝色，则表示试样中有阴离子表面活性剂存在；如水层呈蓝色，石油醚层呈无色，两层间呈黄色，则表示试样中有阳离子表面活性剂存在；如两相界面处有很薄的乳浊层，则表示试样中有非离子表面活性剂存在。

（2）逐步鉴别法。按阴离子、阳离子和非离子表面活性剂的鉴别方法逐步进行。

五、表面活性剂的性能测试

（一）表面活性剂临界胶束浓度（CMC）的测定

1.表面张力法

表面活性剂溶液的表面张力随着溶液浓度降低而急剧下降，到一定浓度后，则变化缓慢或不变。因此，可以通过表面活性剂溶液浓度与表面张力曲线的转折点确定CMC。此法的最大优点是表面活性剂的活性高低对测定准确度没有影响，而且不受溶液中无机盐的干扰。

（1）主要化学品和仪器。表面活性剂，表面张力仪。

（2）实验步骤。按表面张力仪的使用说明书调试并测定不同浓度表面活性剂溶液的表面张力，作图找出转折点，确定CMC。

2.染料法

利用个别染料在水中和在表面活性剂胶束中有明显色泽差异的特点，通过滴定法来确定表面活性剂的CMC。

（1）主要化学品和仪器。罗达明6G（测阴离子表面活性剂），直接天蓝FF（测阳离子表面活性剂），四碘荧光素（测非离子表面活性剂），酸式滴定管，量筒，烧杯。

（2）实验步骤。在已知浓度（大于CMC）的表面活性剂溶液中加入适当的染料，染料即被溶于胶束中，呈现某种颜色。然后用水来滴定此溶液，直到溶液颜色发生显著变化，记录下滴定用水量，计算表面活性剂浓度，此浓度即为CMC。

（二）非离子表面活性剂浊点的测定

1.主要化学品和仪器

非离子表面活性剂试样（1%），甘油，水浴锅，烧杯（250mL），试管（20mL），玻璃棒，温度计（200℃）。

2.实验步骤

取8mL非离子表面活性剂试样（1%）于试管中，然后将此试管置于甘油浴中，缓慢升温，仔细观察溶液透明度的变化，边加热边上下搅动溶液，当溶液变混浊时，记下管内温度计的读数，即为浊点。为可靠起见，将试管从甘油浴中取出，降温，并记下溶液恢复透明时的温度，以便比较，或取多次测定结果的平均值。

注意事项

1.实验观察要仔细，记录要详细。

2.表面张力仪的调试和测定方法参考所选仪器的使用说明。

思考题

1.本实验中用哪几种方法鉴别表面活性剂的离子性？

2.非离子表面活性剂的浊点有何实际意义？

3.表面活性剂的临界胶束浓度影响表面活性剂的哪些性能？