表面、膠體與界面

臨界膠束濃度

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把肥皂一點一點加進水裡。起初沒什麼戲劇性的變化——肥皂分子作為單個遊蕩,擠在水面上。但繼續加下去,到某個明確的點,水會突然開始形成膠束,去污能力陡然躍升。這個轉折點——膠束首次出現時的濃度——就是臨界膠束濃度,簡稱 CMC。

更確切地說,臨界膠束濃度是這樣一個表面活性劑濃度:高於它,新加入的表面活性劑分子就不再作為單個漂浮,而是聚集成膠束。低於 CMC 時,表面被填滿,其餘的表面活性劑作為單獨的分子四處漂移。一旦表面飽和、達到 CMC,再加入的表面活性劑便無處可去,只能進入膠束,於是膠束從這一點起開始形成並增多。

CMC 之所以重要,是因為它標誌著洗滌劑真正開始起作用的濃度——在它之下,沒有膠束去裹住油污。它還表現為許多測量性質中的一個拐點:表面張力先穩步下降,然後恰好在 CMC 處趨於平緩。要注意的是:CMC 對某種表面活性劑而言並非一個固定不變的數字;它會隨溫度、隨加入的鹽、隨在場分子的具體配比而變化。

多加些洗潔精有助於清洗油膩的水槽——但只在某個限度之內。一旦越過 CMC,多加的肥皂只是形成更多膠束,幾乎不再有改善,這就是為什麼把碗泡在大量肥皂裡是一種浪費。

低於 CMC:單個分子。高於它:膠束出現,去污力全開。

你可以透過實驗找出 CMC,因為許多性質都在那裡急劇轉折:表面張力不再下降,而光散射、每個分子的電導率,以及油性物質的溶解度,全都恰好在那個濃度處改變走向。

又稱
临界胶束浓度CMC