ГОСТ 29232-91

ГОСТ 29232-91
                                                                                                     (ИСО 4311-79)


                                  М Е Ж Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й                              С Т А Н Д А Р Т




                                                    АНИОННЫЕ И НЕИОННОГЕННЫЕ
                                                  ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

                                                 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ
                                                      КОНЦЕНТРАЦИИ
                                                   МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ
                                             МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
                                                С ПОМОЩЬЮ ПЛАСТИНЫ, СКОБЫ ИЛИ КОЛЬЦА



                                                                И здание официальное
                                БЗ 11-2003




                                                         И11К И З Д А Т Е Л Ь С Т В О СТАНДАРТОВ
                                                                      Москва




энергетический паспорт здания

УДК 661.185.001.4:006.354                                                                                 Группа .429


М   Е   Ж    Г   О   С   У    Д   А   Р   С   Т    В   Е   Н    Н   Ы     Й       С     Т    А   Н   Д    А   Р   Т

                    Анионные н неионногенные
                 поверхностно-активные вещества

    О П РЕДЕЛЕН И Е КРИ ТИ ЧЕСКО Й КО Н ЦЕН ТРА ЦИ И
               М И Ц Е Л Л О О Б Р А ЗО В А Н ИЯ
                                                                                          ГОСТ
                                                                                        29232-91
          Метод определения поверхностного натяжения
            с помощью пластины, скобы или кольца                                      (И С О 4 3 1 1 -7 9 )

              Anionic and non-ionic surface active agents.
       Determination of the critical micclli/ation concentration.
   Method by measuring surface tension with a plate, sturrup or ring
MKC 71.100.40
ОКСТУ 2409

                                                                                             Дата введения 01.01.93

                                               0. В В Е Д Е Н И Е

     Кривые концентрационных зависимостей изменения физико-химических свойств водных рас­
творов поверхностно-активных веществ (ПАВ) являются специфическими. В определенной области
концентраций, обычно очень узкой, эти кривые имеют экстремумы, которые можно объяснить
образованием в объеме раствора агрегатов молекул. Концентрацию, при которой появляются эти
экстремумы, называют «критической концентрацией мицеллообраэования» (ККМ).
     При раиной длине гидрофобной части молекулы ПАВ критическая концентрация мниеллооб-
разовання обычно является выше для ионных поверхностно-активных веществ, чем для неионио-
генных. На критическую концентрацию мииеллообразования, независимо от структуры
поверхностно-активного вещества, влияют температура, а также природа и количество примесей как
неорганических, так и органических. Поэтому заранее должны быть огоиорены условия, которые
могут влиять на конечный результат, в том числе должна быть известна чистота продукта и,
насколько это возможно, состав и количество примесей, наличие которых может значительно
изменить поверхностное натяжение (полезно знать, являются ли примеси органической или неор­
ганической природы, и, если возможно, их концентрации).
     Точные значения критической концентрации минедлообразования не могут быть получены из
непосредственных измерений, но предельные границы ККМ могут быть определены из кривых
концентрационной зависимости поверхностного натяжения растворов Г1АВ. Полученные таким
образом значения ККМ вполне удовлетвори ют практиков.
                                              1.   Н А ЗН А Ч Е Н И Е

     Настоящий стандарт устанавливает метод определения критической концентрации мицелло-
образован ия растворов анионных и ненонногенных поверхностно-активных веществ в дистиллиро­
ванной воде или других водных системах путем измерения поверхностного натяжения с
использованием в качестве рабочего элемента пластины, скобы или кольца.
                                      2. О БЛ А С Т И П Р И М Е Н Е Н И Я

     Этот метод определения ККМ можно использовать как для чистых, так и для технических ПАВ
(ионногенных и неионногенных) при любых температурах, отличных не менее чем на 5 "С от
критических, - температуры помутнения для неионногенных ПАВ и температуры Крафта для
ионногенных ПАВ.

Издание официальное                                                                         Перепечатка воспрещена
                                                                            © Издательство стандартов, 1992
                                                                        © ИПК Издательство стандартов. 2004

С . 2 ГОСТ 2 9 2 3 2 -9 1

     Следует иметь в виду, что для измерений при температуре выше, чем температура в лаборато­
рии. необходимо термостатиронать измерительную кювету и измерительную часть тензиометра, а
также принять меры, предотвращающие испарение растворителя.

                                          3. О П Р Е Д Е Л Е Н И Я

     3.1. Мицелла — агрегат из молекул и (или) ионов, образующихся в растворах ПЛИ при пре­
вышении определенной критической концентрации.
     3.2. Критическая концентрация мнцеллообразования (ККМ) — характерная для ПАВ в рас­
творе концентрация (на практике узкий интервал концентраций), при превышении которой появ­
ляются и развиваются мицеллы, что приводит к резкому изменению зависимости ряда
физико-химических свойств от концентрации.
     3.3. Температура Крафта — температура (практически узкий температурный интервал), при
которой растворимость ионногенных ПАВ резко увеличивается. При этой температуре раствори­
мость достигает значения критической концентрации мииеллообразования.
     3.4. Поверхностное натяжение — натяжение в поверхностном слое жидкости, выражаемое
силой, отнесенной к единице длины. Поверхностное натяжение — проявление взаимного притяже­
ния молекул. В действительности существует не эластичный «поверхностный слой», а заметное
притяжение между молекулами поверхности и молекулами, находящимися под этой поверхностью,
направленное к внутреннему объему жидкости. Поверхностное натяжение выражают в ньютонах на
метр (Н/м). На практике используют миллиньютон (мН/м) (1 мН/м = I дин/см).

                                       4. П Р И Н Ц И П М ЕТОДА

     Метод основан на измерении поверхностного натяжения серии растворов ПАВ концентрация­
ми ниже и выше критической концентрации мнцеллообразования и последующем построении
графика зависимости поверхностного натяжения от логарифма концентрации ПАВ. ККМ соответ­
ствует область пересечения двух кривых.

                                          5. Р А С Т В О Р И Т Е Л Ь

      Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

                                           6. АППАРАТУРА

     Стакан Н-2 (1) - 100 ТХС по ГОСТ 25336.
     Стекла часовые.
     Тензиометр, оснащенный пластиной, скобой или кольцом.
     Баня водяная, позволяющая контролировать температуру растпора от 20 до 80 "С с погрешнос­
тью ± 1 “С.
     П р и м е ч а в и с. Перед проведением испытаний вся химическая посуда должна находиться в течение
приблизительно 12 ч в хромовой смеси, нриготоатенной из серной кислоты (р,„ 1.84 r/с м 5) и равного объема
насыщенного раствора бихромата калия, затем посуда промывается дистиллированной водой (поверхностное
натяжение конечной промывной воды должно быть равным поверхностному натяжению исходной воды;
поверхностное натяжение измеряют с помощью тензиометра).

                                              7. О Б Р А ЗЦ Ы

     Лабораторный образец анионного или неиопногенного Г1АВ готовят и хранят в соответствии
с требованиями ГОСТ 6732.1 - ГОСТ 6732.5 и ГОСТ 2517.

                                  8. П Р О В Е Д Е Н И Е И С П Ы Т А Н И Я

    8.1.      В предварительно взвешенных стаканах готовят 10 растворов различных концентраций
ПАВ таким образом, чтобы в числе этих растворов оказался раствор ожидаемой критической
концентрации. Эти растворы, каждый из которых имеет массу точно 50 г, получают либо разбавле­
нием исходного раствора ПАВ массовой концентрации 200 мг/дм3 до нужной концентрации, либо

Г О С Т 2 9 2 3 2 -9 1 С . 3

растворением дополнительной части лабораторного образна ПАВ, которую взвешивают с погреш­
ностью ± 0 .1 мг.
     8.2. Игчерения
     8.2.1. Приблизительное определение области ККМ
     Температуру водяной бани доводят до температуры измерений. Если точка Крафта достаточно
низка (ниже или равна 15 *С), измерения проводят при (20 ± 1) ‘С, в противном случае для анионных
ПАВ температура измерений должна быть по крайней мере на 5 *С выше точки Крафта. Для
неионногенных ПАВ измерения проводят при (20 ± 1) 'С.
     П р и м е ч а н и е . Испытания можно проводить и при других температурах, но с обязательных! указа­
нием згой температуры в протоколе.
     Каждый стакан, содержащий испытуемый раствор, приготовленный по п. 9.1. накрывают
часовым стеклом и помещают в водяную баню с контролируемой температурой. Поверхностное
натяжение каждого раствора измеряют в соответствии с инструкцией к тензиометру. Используя
полученные результаты, строят график, как описано в п. 9.3, зависимости поверхностного натяжения
от концентрации, который выключает область, содержащую ККМ.
     8.2.2. Определение ККМ
     На основании полученных результатов готовят шесть новых растворов Г1АВ концентрациями,
близкими к ККМ (взвешиванием или разбавлением исходного раствора).
     Каждый стакан накрывают часовым стеклом и помешают в водяную баню с контролируемой
температурой. Перемешивание растворов проводят без использования мешалки, вращательными
движениями стакана с помошыо руки. (Необходимо избегать образования пены при испытании
веществ с увеличенным пенообразованием). Замечают время, вводят измерительную ячейку тензи­
ометра в раствор и не проводят измерений в соответствии с инструкцией к тензиометру до тех пор,
пока не пройдет 3 ч после растворения или после разбавления (в зависимости от способа приготов­
ления раствора), и до тех пор. пока не будет достигнута желаемая температура. Если необходимо,
это время может быть увеличено до тех пор, пока значения поверхностного натяжения не станут
стабильными. В случае концентрации более высокой, чем ККМ. время достижения равновесия
может уменьшиться до 15 мин.
     Проводят три измерения с интервалами 15 мин для каждой концентрации без прополаскивания
пластинки, скобы или кольца между измерениями. Интервал между измерениями является адекват­
ным. если три измерения не показывают систематического изменения, снижения или повышения
поверхностного натяжения. Каждый раз при изменении концентрации промыть пластину, скобу
или кольцо в этаноле и затем в дистиллированной воде. Над пламенем не сушить.
     8.3. Графическое изображение кривой
     Строят график, откладывая значения поверхностного натяжения на оси ординат, а логарифмы
концентрации (г/дм') — на оси абсцисс. Необходимо использовать средние значения, определенные
для каждой концентрации.
     Обшее число точек на кривой — 16: шесть точек, определенных в соответствии с п. 8.2.2, и
десять — п. 8.1. ККМ определяют из этой кривой. Желательно подтвердить результат проведением
измерений для раствора концентрации, предварительно определенной как ККМ.
     Ятя графического определения используется масштаб, наиболее подходящий для измеренных
значений поверхностного натяжения (например I см = 2,5 мН/м).

                                   9. О БРА Б О Т К А РЕЗУ Л ЬТА ТО В

     9.1. График поверхностного натяжения
     ККМ анионных и неионногенных ПАВ, выраженную в граммах на кубический дециметр4,
определяют из графика зависимости поверхностного натяжения от логарифма концентрации. На
чертеже изображены наиболее типичные виды кривых:
     а — ККМ соответствует точке на кривой, в которой происходит резкое изменение наклона
кривой;
     6 — интервал ККМ соответствует минимуму на кривой;
     в — значение интервала ККМ определить экспериментально невозможно. Рекомендуется по-


     * В случае химически чистых веществ ККМ может быть выражена в молях на кубический дециметр.