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如何精確測量CMC？這些方法能揭示表面活性劑的奇妙行為！
在膠體和表面化學中，臨界微胞濃度（CMC）是定義為表面活性劑的濃度，當其超過此濃度時，微胞形成，並且所有額外添加到系統中的表面活性劑會形成微胞。CMC是表面活性劑的一個重要特徵。在達到CMC之前，表面張力隨著表面活性劑濃度的變化而強烈變化，而在到達CMC之後，表面張力則相對保持穩定或以較小的斜率變化。對於特定的分散劑，其CMC值取決於溫度、壓力，以及（有時強烈地）其他表面活性物質和電解質的存在及濃度。
微胞只在臨界微胞溫度以上形成。
以水中的十二烷基硫酸鈉為例，在25°C和常壓下，其CMC值為8x10-3 mol/L。
測量CMC的方法
當將表面活性劑（或任何表面活性材料）引入系統時，它們最初會分配到界面上，通過降低界面的能量（計算公式為面積乘以表面張力），並移除與水接觸的疏水部分。隨著表面活性劑表面覆蓋的增加，表面自由能（表面張力）下降，表面活性劑開始聚集成微胞，從而再次減少系統的自由能，使疏水部分與水的接觸面積減少。
一旦達到CMC，任何額外的表面活性劑添加只會增加微胞的數量（在理想情況下）。
測量CMC的一個常見程序是通過繪製測量特性隨表面活性劑濃度變化的圖表，尋找兩條直線的交點（拐點）。這種視覺數據分析方法高度主觀，並可能導致根據不同代表型式、數據質量和選擇的CMC周圍區間而得到非常不同的CMC值。更優先的方法是將實驗數據擬合到測量特性的模型中。
擬合函數基於單體和微胞的濃度模型，為CMC提供了一個明確的分析定義，不依賴於技術。
在大多數情況下，例如表面張力測量或導電性測量中，界面上的表面活性劑量相對於在體系中的量可以忽略，而CMC可以近似為總濃度。實際上，CMC數據通常通過實驗室儀器收集，這些儀器可以部分自動化，比如使用專業的表面張力計。
實際考量
當界面積面積大時，界面上表面活性劑的量不能被忽略。例如，在超過CMC的表面活性劑溶液中引入氣泡時，這些氣泡在上升至液面時，會將表面活性劑從體系中移走，創造出泡沫柱，從而將體系中的濃度降低到CMC以下。這是從廢水中去除表面活性劑的最簡單方法之一（請參見泡沫浮選）。因此在具有足夠界面積的泡沫中是沒有微胞的。對於乳膠（emulsions）也是類似的理由。
另一種情況出現在洗滌劑中。最初的濃度在水中會大於CMC，但當加入大面積的布料時，表面活性劑濃度會降至CMC以下，這樣在平衡狀態下就不會有微胞存在了。因此，在洗滌劑中溶解的角色扮演的相對較小。去除油污的過程是通過修改接觸角來實現的，並釋放油以形成乳液。在石油行業中，在注入表面活性劑之前會考慮CMC，以便於增強石油回收（EOR）的應用。在CMC點以下，油和水兩相之間的界面張力不再有效降低。
如果將表面活性劑的濃度保持在CMC之上稍微高一些，額外的量就會與油藏中的現有鹽水一起覆蓋溶解。
那麼，您是否了解在不同的應用場景中，如何利用這些測量CMC的方法來探索表面活性劑的獨特行為？
