表面、胶体与界面

临界胶束浓度

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把肥皂一点一点加进水里。起初没什么戏剧性的变化——肥皂分子作为单个游荡,挤在水面上。但继续加下去,到某个明确的点,水会突然开始形成胶束,去污能力陡然跃升。这个转折点——胶束首次出现时的浓度——就是临界胶束浓度,简称 CMC。

更确切地说,临界胶束浓度是这样一个表面活性剂浓度:高于它,新加入的表面活性剂分子就不再作为单个漂浮,而是聚集成胶束。低于 CMC 时,表面被填满,其余的表面活性剂作为单独的分子四处漂移。一旦表面饱和、达到 CMC,再加入的表面活性剂便无处可去,只能进入胶束,于是胶束从这一点起开始形成并增多。

CMC 之所以重要,是因为它标志着洗涤剂真正开始起作用的浓度——在它之下,没有胶束去裹住油污。它还表现为许多测量性质中的一个拐点:表面张力先稳步下降,然后恰好在 CMC 处趋于平缓。要注意的是:CMC 对某种表面活性剂而言并非一个固定不变的数字;它会随温度、随加入的盐、随在场分子的具体配比而变化。

多加些洗洁精有助于清洗油腻的水槽——但只在某个限度之内。一旦越过 CMC,多加的肥皂只是形成更多胶束,几乎不再有改善,这就是为什么把碗泡在大量肥皂里是一种浪费。

低于 CMC:单个分子。高于它:胶束出现,去污力全开。

你可以通过实验找出 CMC,因为许多性质都在那里急剧转折:表面张力不再下降,而光散射、每个分子的电导率,以及油性物质的溶解度,全都恰好在那个浓度处改变走向。

又称
临界胶束浓度CMC