粘法測定水溶性高聚物的相對分子量實用教案

1、會計學1粘法測定水溶性高聚物的相對粘法測定水溶性高聚物的相對(xingdu)分分子量子量第一頁，共19頁。第1頁/共19頁第二頁，共19頁。基本原理基本原理 粘度是指液體對流動所表現(xiàn)粘度是指液體對流動所表現(xiàn)(bioxin)的阻力，這種力反抗液體中鄰的阻力，這種力反抗液體中鄰接部分的相對移動，因此可看作是一種內(nèi)摩擦。接部分的相對移動，因此可看作是一種內(nèi)摩擦。 若以若以f表示單位面積液體表示單位面積液體(yt)的粘滯阻力，的粘滯阻力，則則sfdd 式中式中f為牛頓粘度定律表示式，其比例常數(shù)為牛頓粘度定律表示式，其比例常數(shù)稱為粘度系數(shù)，簡稱稱為粘度系數(shù)，簡稱(jinchng)粘度，單位為粘度，單位為

2、Pa.s。 1、粘度，增比粘度，相對粘度、粘度，增比粘度，相對粘度第2頁/共19頁第三頁，共19頁。高聚物在稀溶液中的粘度高聚物在稀溶液中的粘度(zhn d)，主要反映了液體在流動時存在著內(nèi)摩擦，主要反映了液體在流動時存在著內(nèi)摩擦。其中因溶劑分子之間的內(nèi)摩擦表現(xiàn)出來的粘度。其中因溶劑分子之間的內(nèi)摩擦表現(xiàn)出來的粘度(zhn d)叫純?nèi)軇┱扯冉屑內(nèi)軇┱扯?zhn d)，記作，記作0；此外還有高聚物分子相互之間的內(nèi)摩擦，以及高分子與溶劑分；此外還有高聚物分子相互之間的內(nèi)摩擦，以及高分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦。三者之總和表現(xiàn)為溶液的粘度子之間的內(nèi)摩擦。三者之總和表現(xiàn)為溶液的粘度(zhn d)。 在同一

3、在同一(tngy)溫度下，一般來說，溫度下，一般來說，0。相對于溶劑，其溶液。相對于溶劑，其溶液粘度增加的分數(shù)，稱為增比粘度，記作粘度增加的分數(shù)，稱為增比粘度，記作sp， 溶液粘度溶液粘度(zhn d)與純?nèi)軇┱扯扰c純?nèi)軇┱扯?zhn d)的比值稱為相對粘的比值稱為相對粘度度(zhn d)，記作，記作r，即，即 sp=(-0)/0sp=(-0)/0=r-1r=/0第3頁/共19頁第四頁，共19頁。2、比濃粘度，比濃對數(shù)、比濃粘度，比濃對數(shù)(du sh)粘度粘度為了便于比較，將單位濃度下所顯示出的增比濃度，即為了便于比較，將單位濃度下所顯示出的增比濃度，即sp/c稱為稱為(chn wi)比濃粘度

4、；而比濃粘度；而lnr/c 稱為稱為(chn wi)比濃對數(shù)粘度。比濃對數(shù)粘度。r和和sp都是無因次的量。都是無因次的量。 將溶液濃度無限稀釋將溶液濃度無限稀釋(xsh)，使得每個高聚物分子彼此相隔極遠，其，使得每個高聚物分子彼此相隔極遠，其相互干擾可以忽略不記，則：相互干擾可以忽略不記，則： 被稱為特性粘度，其值與濃度無關。被稱為特性粘度，其值與濃度無關。 lim0 cspc第4頁/共19頁第五頁，共19頁。第5頁/共19頁第六頁，共19頁。實驗證明，當聚合物、溶劑和溫度確定以后，實驗證明，當聚合物、溶劑和溫度確定以后，的數(shù)值只與高的數(shù)值只與高聚物平均相對聚物平均相對(xingdu)分子質(zhì)量

5、分子質(zhì)量M有關，它們之間的半經(jīng)驗關有關，它們之間的半經(jīng)驗關系可用系可用Mark Houwink 方程式表示：方程式表示：式中式中K為比例常數(shù)，為比例常數(shù)，是與分子形狀有關的經(jīng)驗常數(shù)。它們都與溫度、聚合是與分子形狀有關的經(jīng)驗常數(shù)。它們都與溫度、聚合物、溶劑性質(zhì)有關，在一定的相對分子質(zhì)量范圍內(nèi)與相對分子質(zhì)量無關。物、溶劑性質(zhì)有關，在一定的相對分子質(zhì)量范圍內(nèi)與相對分子質(zhì)量無關。K和和的數(shù)值，只能通過其它絕對方法確定，例如滲透壓法、光散射法等等的數(shù)值，只能通過其它絕對方法確定，例如滲透壓法、光散射法等等。粘度。粘度(zhn d)法只能測定法只能測定求算出求算出M。 kM 第6頁/共19頁第七頁，共19

6、頁。測定高分子的測定高分子的時，用毛細管粘度計最為方便。當液體在毛細管時，用毛細管粘度計最為方便。當液體在毛細管粘度計內(nèi)因重力作用粘度計內(nèi)因重力作用(zuyng)而流出是遵守泊稷葉（而流出是遵守泊稷葉（Poiseuille）定律：定律：對某一支對某一支(y zh)指定的粘度計而言，指定的粘度計而言，令令 lt8Vm8lVthgr4 8lVhgr4 l8Vm tt 設溶液的密度設溶液的密度與溶劑與溶劑(rngj)密度密度0近似相等。這樣，通過測定溶液和近似相等。這樣，通過測定溶液和溶劑溶劑(rngj)的流出時間的流出時間t和和t0，就可求算，就可求算r： r=/0=t/t0 第7頁/共19頁第八

7、頁，共19頁。第8頁/共19頁第九頁，共19頁。烏氏粘度計烏氏粘度計 第9頁/共19頁第十頁，共19頁。w一、溶液一、溶液(rngy)配制配制 第10頁/共19頁第十一頁，共19頁。先將洗液灌入粘度計內(nèi)，并使其反復流過毛細管部分。然后將先將洗液灌入粘度計內(nèi)，并使其反復流過毛細管部分。然后將洗液倒入專用洗液倒入專用(zhunyng)瓶中，再順次用自來水、蒸餾水洗瓶中，再順次用自來水、蒸餾水洗滌干凈。容量瓶、移液管也都應仔細洗凈。滌干凈。容量瓶、移液管也都應仔細洗凈。 w二、粘度計的洗滌二、粘度計的洗滌(xd) 第11頁/共19頁第十二頁，共19頁。開啟恒溫水浴。并將粘度計垂直安裝在恒溫水浴中（開

8、啟恒溫水浴。并將粘度計垂直安裝在恒溫水浴中（G球及以下部位球及以下部位均浸在水中），用移液管吸均浸在水中），用移液管吸10mL蒸餾水，從蒸餾水，從A管注入粘度計管注入粘度計F球內(nèi)，球內(nèi)，在在C管的上端套上干燥清潔橡皮管，并用夾子夾住管的上端套上干燥清潔橡皮管，并用夾子夾住C管上的橡皮管下端管上的橡皮管下端，使其不通大氣。恒溫后，在，使其不通大氣。恒溫后，在B管的橡皮管口用洗耳球?qū)⑺畯墓艿南鹌す芸谟孟炊驅(qū)⑺畯腇球經(jīng)球經(jīng)D球、毛細管、球、毛細管、E球抽至球抽至G球中部，松開洗耳球球中部，松開洗耳球 ，同時松開，同時松開C管上夾子，管上夾子，使其通大氣。此時溶液順毛細管而流下，當液面流經(jīng)刻度使其通

9、大氣。此時溶液順毛細管而流下，當液面流經(jīng)刻度a線處時，線處時，立刻按下停表開始記時，至立刻按下停表開始記時，至b處則停止記時。記下液體流經(jīng)處則停止記時。記下液體流經(jīng)a、b之間之間所需的時間。重復測定所需的時間。重復測定(cdng)三次，偏差小于三次，偏差小于0.2s，取其平均值，即，取其平均值，即為為t0值。值。 第12頁/共19頁第十三頁，共19頁。用移液管吸取已預先恒溫好的高聚物溶液用移液管吸取已預先恒溫好的高聚物溶液10ml，注入粘，注入粘度計內(nèi)，夾住度計內(nèi)，夾住C管上的橡皮管，用洗耳管上的橡皮管，用洗耳(x r)球從球從B管吹氣管吹氣，以使溶液混合均勻。將溶液抽洗至粘度計的，以使溶液混

10、合均勻。將溶液抽洗至粘度計的G球，使粘球，使粘度計內(nèi)各處溶液的濃度相等，同上法，測定溶液的流出時度計內(nèi)各處溶液的濃度相等，同上法，測定溶液的流出時間間t。 然后依次加入然后依次加入5.00，5.00，10.00，10.00ml恒溫后的恒溫后的蒸餾水。每次稀釋后都要將稀釋液抽洗粘度計的蒸餾水。每次稀釋后都要將稀釋液抽洗粘度計的G球，使球，使粘度計內(nèi)各處溶液的濃度相等，按同樣方法測定溶液的流粘度計內(nèi)各處溶液的濃度相等，按同樣方法測定溶液的流出時間出時間t。 四、溶液流出時間四、溶液流出時間(shjin)的的測定測定第13頁/共19頁第十四頁，共19頁。做完實驗，將溶液倒出后，要先用自來水，再用蒸餾水反復做完實驗，將溶液倒出后，要先用自來水，再用蒸餾水反復