概述
表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度（critical micelle concentration cmc）表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构，亲水基团使分子有进入水中的趋势，而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移，有逃逸水相的倾向。这两种倾向平衡的结果使表面活性剂在水表富集，亲水基伸向水中，憎水基伸向空气，其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖，从而导致水的表面张力下降[1]。
在临界胶束浓度前后，除表面张力外、电导率、渗透压、蒸气压、光学性质、去污能力及增溶作用等皆有很大差异。如下如所示：
图 1 表面活性剂溶液的性质与浓度关系示意图
表面活性剂分子浓度增加， 其结构会从单分子转变为球状、棒状和层状胶束。通常认为形成球形胶束时的浓度为第一临界胶束浓度(critical micelle concentration,CMC)，球形胶束转变为棒状胶束时的浓度为第二临界胶束浓度。在达到第一CMC的狭窄范围内， 表面活性剂的许多物理化学性质都会发生变化，如表面张力、密度、折射率、粘度、渗透压和光散射强度等[1]。
图 2 临界胶束浓度
图 3 临界胶束浓度[2]
表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层，当表面吸附达到饱和时，表面活性剂分子不能在表面继续富集，而憎水基的疏水作用仍竭力促使疏水基分子逃离水环境，于是表面活性剂分子则在溶液内部自聚，即疏水基聚集在一起形成内核，亲水基朝外与水接触形成外壳，组成最简单的胶团。而开始形成胶团时的表面活性剂的浓度称之为临界胶束浓度，简称cmc。
当溶液达到临界胶束浓度时，溶液的表面张力降至最低值 ，此时再提高表面活性剂浓度，溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团，此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力，用cmc表示。
临界胶束浓度测定方法
- 表面张力：用表面张力与浓度的对数作图，在表面吸附达到饱和时，曲线出现转折点，该点的浓度即为临界胶束浓度。
- 电导率(测定cmc的经典方法)：用电导率与浓度的对数作图，在表面吸附达到饱和时，曲线出现转折点，该点的浓度即为临界胶束浓度。
- 染料法：某些染料在水中和胶团中的颜色有明显差别的性质，采用滴定的方法测定cmc。
具体方法:先在较高浓度(>cmc)的表面活性剂溶液中加入少量染料，此染料加溶于胶团中，呈现某种颜色。再用滴定的方法，用水将此溶液稀释，直至颜色发生显著变化，此时溶液的浓度即为cmc。
- 浊度法：非极性有机物如烃类在表面活性剂稀溶液(<cmc)中一般不溶解，体系为浑浊状。当表面活性剂浓度超过cmc后，溶解度剧增，体系变清。这是胶团形成后对烃起到了加溶作用的结果。观测加入适量烃的表面活性剂溶液的浊度随表面活性剂浓度变化情况，浊度突变点的浓度即为表面活性剂的cmc。
- 光散射法：胶团为几十个或更多的表面活性剂分子或离子的缔合体，其尺寸进入光波波长范围，而具有较强的光散射。利用散射光强度-溶液浓度曲线中的突变点可以测定cmc。
参考文献
[1] https://baike.baidu.com/item/临界胶束浓度
[2] https://cn.bing.com/images/search
