物化实验下实验报告最终..
物化实验报告丙酮碘化

物化实验报告-丙酮碘化丙酮碘化实验报告一、实验目的1.学习碘化反应的基本原理和方法。
2.了解丙酮的性质及其在有机合成中的应用。
3.掌握实验操作技能,如搅拌、滴加、温度控制等。
二、实验原理丙酮碘化反应是有机合成中常见的反应之一,通过丙酮与碘在酸性条件下反应生成碘代丙酮。
反应方程式如下:CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + H+ + I-在反应中,丙酮作为亲核试剂进攻碘分子,形成碘代丙酮。
酸性条件有助于促进反应的进行。
本实验通过丙酮碘化反应,探讨反应条件对产物收率的影响。
三、实验步骤1.实验准备:准备好实验所需的仪器和试剂,包括丙酮、碘、盐酸、氢氧化钠溶液、分液漏斗、烧杯、搅拌棒、恒温水浴等。
2.实验操作:在烧杯中加入50mL丙酮和5g碘,搅拌均匀。
缓慢滴加10mL盐酸,同时搅拌,观察反应情况。
将反应混合物置于恒温水浴中加热,保持温度在60℃,搅拌30min。
3.产品分离与提纯:反应结束后,将反应混合物冷却至室温,加入20mL氢氧化钠溶液,搅拌均匀。
静置分层,分液漏斗分离出有机层。
有机层用无水硫酸钠干燥,过滤,蒸馏收集产物。
4.产物鉴定:通过核磁共振氢谱(1H-NMR)和红外光谱(IR)对产物进行鉴定。
四、实验结果与讨论1.实验结果:通过丙酮碘化反应,我们成功合成了碘代丙酮。
产物经过分离与提纯,得到了纯净的碘代丙酮。
通过核磁共振氢谱和红外光谱对产物进行了鉴定,确定了其结构。
实验过程中观察到了黄色沉淀物生成,这是由于反应中生成的氢碘酸与丙酮发生副反应生成了碘仿。
2.实验讨论:(1)温度对反应的影响:本实验中,我们将反应混合物置于恒温水浴中加热,保持温度在60℃。
通过对比实验发现,在相同时间内,60℃下的反应产物收率高于室温下的反应。
这说明温度的提高有利于反应的进行。
然而,当温度超过60℃时,副反应加剧,产物收率下降。
因此,选择合适的反应温度对于提高产物收率至关重要。
(2)盐酸浓度对反应的影响:本实验中,我们使用了10mL盐酸作为催化剂。
物理化学实验报告

物理化学实验报告实验名称:分光光度法测定溶液中的铁离子浓度实验目的:通过本次实验,掌握使用分光光度法测定铁离子浓度的实验方法,了解分光光度计的使用原理,掌握实验数据的处理和结果分析方法。
实验原理:本实验采用分光光度法测定溶液中的铁离子浓度。
铁离子在酸性条件下与邻菲罗啉形成淡黄色络合物,该络合物在特定波长下(510nm)具有最大吸收值。
通过测定溶液的吸光度,并根据铁离子与邻菲罗啉的摩尔反应比,计算出样品中铁离子的浓度。
仪器与试剂:分光光度计、铁标准溶液、邻菲罗啉试剂、苯乙醇、氢氧化钠、硫酸、乙醇。
实验步骤:1. 标定分光光度计:分别用制备好的铁标准溶液和制备好的邻菲罗啉试剂进行标定,根据标定结果确定测量铁离子浓度时所需的吸收波长和检测范围。
2. 样品处理:待测样品含铁离子的溶液经适当稀释或稀释后,与邻菲罗啉试剂一并加入苯乙醇,混合均匀后,定容至刻度线。
3. 测定吸光度:将处理好的样品溶液倒入比色皿中,置于分光光度计中测定吸光度值。
根据标定时所选波长进行测量。
4. 计算结果:根据吸光度值,结合标定结果和反应计算规律,计算出待测样品中铁离子的浓度。
5. 结果分析:对实验数据进行统计分析,比较不同样品的铁离子浓度,评价实验结果的准确性和可靠性。
实验数据与结果:通过实验测定,得到待测样品A中铁离子浓度为0.023mol/L,样品B中铁离子浓度为0.028mol/L。
两次测定结果的相对偏差在5%以内,说明实验结果较为准确可靠。
实验结论:本实验采用分光光度法成功测定了溶液中铁离子的浓度,通过标定和样品处理等步骤,得出的结果较为准确。
实验通过实际操作,加深了对分光光度法的理解,提高了实验操作技能和数据处理能力。
实验注意事项:1. 操作时要仔细,避免试剂的飞溅和吸入。
2. 分光光度计的操作要规范,保证数据准确性。
3. 实验后及时清洗实验器具,保持实验环境整洁。
4. 结果分析要仔细,排除测量误差对结果的影响。
通过本次实验,我对分光光度法测定铁离子浓度有了更深入的理解,也提高了实验技能和数据处理能力。
物化实验报告

物化实验报告
实验目的:
研究某一物质的物化性质,包括其熔点、沸点、密度等。
实验原理:
物化性质是指物质在一定条件下所呈现的性质,包括物质的熔点、沸点和密度等。
熔点是指物质在一定压强下从固态转变为液态的温度;沸点是指物质在一定压强下从液态转变为气态的温度;密度是指物质单位体积的质量。
实验器材:
试管、烧杯、热板、温度计、天平等。
实验步骤:
1. 将待测物质取适量放入试管中;
2. 将试管放置在热板上,并调节温度,直至物质开始熔化;
3. 使用温度计测量物质熔化的温度,记录结果;
4. 将试管继续加热,使物质完全熔化,并开始沸腾;
5. 使用温度计测量物质沸腾的温度,记录结果;
6. 将烧杯置于天平上,称量一定体积的物质,记录质量;
7. 使用天平测量烧杯的质量,并记录。
实验结果:
经过实验测量,得到待测物质的熔点为XXX摄氏度,沸点为XXX摄氏度,密度为XXX。
实验讨论:
根据实验结果,可以得出待测物质的熔点、沸点和密度等物化性质。
通过对物质性质的研究,可以了解物质在不同状态下的转换情况,为进一步的实验研究提供基础数据。
实验结论:
通过本次实验,我们研究了待测物质的熔点、沸点和密度等物化性质,得到了一系列实验数据。
这些数据对于进一步了解该物质的特性以及应用具有重要意义。
物化实验报告电池电动势的测定及其应用

物化实验报告电池电动势的测定及其应用
一、实验目的
1.学习和掌握电池电动势的测定原理。
2.掌握配制电池电解液的方法。
3.掌握电池电动势的应用。
二、实验原理
电池电动势是一种原子尺度上发生的势能,它是由电池电解质本身引起的力,由阴、阳极及电解质联合而成。
当它处于静止状态时,电池内部的电解质有特定的分布,并在这个分布状态下,具有一定的势能,这就是电池电动势。
实验中使用的电解质为硝酸铵和乙酸,电池的构造为硝酸铵(阴极)+银/银离子(阳极)。
两个电极分别在不同的溶液中,在实验条件下,通过电池的电解,在一定的条件下,将会发生电解反应:
阴极:2NH4NO3(aq)→2NH4+(aq)+2NO3-(aq)
阳极:2Ag+(aq)→2Ag(s)+2e-
两个反应路径相互影响,使得阴极的电解质离子浓度比阳极的电解质离子浓度低。
由于阴极电解质迁移到阳极,因此电池内部产生电势,从而产生电能。
三、实验步骤
1.准备实验药品:用适量的硝酸铵、乙酸及银离子溶液,准备实验所需的电解液。
2.配制电解液:将硝酸铵和乙酸按照比例混合,然后在其中加入银离子溶液,搅拌均匀即可得到电解液。
3.连接电池:将电解液填满电池双极夹。
物化实验实验报告

粘度法测定高聚物相对分子质量一.实验目的1.掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。
2.测定线型聚合物聚乙二醇的粘均相对分子质量。
二.实验原理聚合物的相对分子质量是一个统计的平均值。
粘度法测定高聚物相对分子质量适用的相对分子质量范围为1×104~1×107,方法类型属于相对法。
粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数来表示。
粘度分绝对粘度和相对粘度。
绝对粘度有两种表示方法:动力粘度和运动粘度。
相对粘度是某液体粘度与标准液体粘度之比。
溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度ηr,即ηr=η/ηo,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,ηsp=ηr-1。
使用同一粘度计,在足够稀的聚合物溶液里,ηr=η/ηo=t/t o,只要测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr;同时,在足够稀的溶液里,质量浓度c,ηr和[η] 之间符合经验公式:(lnηr)/c=[η]-β[η]2c,通过lnηr/c对c作图,外推至c=0时所得截距即为[η];同时,在足够稀的溶液里,质量浓度c,ηsp和[η]之间符合经验公式:ηsp/c=[η]+k[η]2c,通过ηsp/c对c作图,外推至c=0时所得截距即为[η]。
两个线性方程作图得到的截距应该在同一点。
聚合物溶液的特性粘度[η]与聚合物相对分子质量之间的关系,可以通过Mark——Houwink经验方程来计算,[η]=KMηα;Mη是粘均相对分子质量,K、α是与温度、聚合物及溶剂的性质相关的常数;聚乙二醇水溶液在30℃的K值为12.5×106/m3·kg-1,α值为0.78。
通过以上的原理阐述,就可以通过本次实验测定高聚物的粘均相对分子质量。
三.实验仪器和试剂仪器:恒温槽1套;乌氏粘度计1支;100ml容量瓶5只;秒表1只。
试剂:聚乙二醇(AR);去离子水。
四.实验步骤1.设定恒温槽温度为30℃±0.5℃。
物化实验电渗实验报告

一、实验目的1. 了解电渗现象及其原理。
2. 掌握电渗实验的基本操作和数据处理方法。
3. 通过实验验证电渗现象,并分析影响电渗效果的因素。
二、实验原理电渗现象是指在外加电场作用下,多孔介质中的液体发生定向移动的现象。
当多孔介质与液体接触时,由于吸附或电离作用,多孔介质的表面会带上电荷,而与之接触的液体则带上相反的电荷。
在外加电场的作用下,带电的液体在多孔介质中发生定向移动,从而形成电渗现象。
电渗实验的原理基于以下公式:\[ q = \frac{V}{R} \cdot t \]其中,q为通过多孔介质的电荷量,V为电压,R为电阻,t为时间。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:直流电源、电压表、电流表、多孔介质(如沙土、粘土等)、烧杯、电极、导线等。
2. 试剂:蒸馏水、NaCl溶液、KCl溶液等。
四、实验步骤1. 准备实验装置,将多孔介质放入烧杯中,并连接好电极和导线。
2. 将NaCl溶液或KCl溶液倒入烧杯中,使多孔介质完全浸没在溶液中。
3. 打开直流电源,调节电压,观察电渗现象。
4. 记录电压、电流、时间等数据。
5. 改变多孔介质的种类、溶液的浓度、电压等条件,重复实验。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验观察,发现当外加电压达到一定值时,多孔介质中的液体发生定向移动,形成电渗现象。
随着电压的增加,电渗速度逐渐加快。
2. 分析(1)多孔介质的种类对电渗效果有较大影响。
实验结果表明,沙土的电渗效果较好,粘土的电渗效果较差。
(2)溶液的浓度对电渗效果也有一定影响。
实验结果表明,溶液浓度越高,电渗效果越好。
(3)电压对电渗效果有显著影响。
实验结果表明,电压越高,电渗速度越快。
六、实验结论1. 电渗现象是在外加电场作用下,多孔介质中的液体发生定向移动的现象。
2. 影响电渗效果的因素有:多孔介质的种类、溶液的浓度、电压等。
3. 通过实验验证了电渗现象,并分析了影响电渗效果的因素。
七、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全,避免触电。
物化实验报告

物化实验报告导言:物化实验是化学实验中的一种重要实验形式,它结合了物理和化学的理论与实践,旨在通过实验探究物质的性质和变化规律。
本次实验旨在通过对某种物质的物化过程进行观察和测量,研究其物理和化学性质,从而加深对物理化学的理解和认识。
实验目的:本实验的目的是通过观察和测量某种物质的物化过程,研究其物理和化学性质。
具体目标如下:1. 观察该物质在不同条件下的物态变化;2. 测量该物质在不同条件下的物理性质,如密度、熔点、沸点等;3. 通过化学反应,研究该物质的化学性质,如溶解度、酸碱性等。
材料与方法:1. 实验物质:某种未知物质;2. 实验仪器:容量瓶、容量筒、玻璃棒、温度计、电磁加热器等;3. 实验步骤:a. 将一定量的未知物质加入容量瓶中,并记录其质量;b. 测量该物质在不同温度下的密度,并绘制密度-温度曲线;c. 将该物质分别在不同温度下进行加热和降温,观察其物态的变化过程,并记录相变温度;d. 测量该物质的熔点和沸点,并与文献值进行比较;e. 将该物质与不同溶剂进行混合溶解实验,观察其溶解度并记录;f. 通过酸碱中和反应,研究该物质的酸碱性质,并记录反应结果。
实验结果与讨论:1. 密度-温度曲线:根据测量数据绘制的密度-温度曲线,我们可以看到该物质的密度随温度变化的趋势。
在常温下,该物质的密度较高,随着温度的升高,密度逐渐下降。
这表明该物质具有热胀冷缩的特性。
2. 相变温度:在加热和降温过程中,我们观察到该物质从固态转变为液态的熔点约为X度,从液态转变为气态的沸点约为Y度。
与文献值进行比较,发现实测值与文献值相吻合,说明实验操作准确。
3. 溶解度:通过将该物质与不同溶剂进行混合溶解实验,我们发现其溶解度与溶剂的极性有关。
在极性溶剂中,该物质具有较高的溶解度,而在非极性溶剂中,其溶解度较低。
这提示该物质具有一定的极性。
4. 酸碱性质:通过酸碱中和反应,我们观察到该物质呈现酸性反应,表明其具有一定的酸性。
华理物化实验报告

篇一:物化实验下实验报告最终物理化学实验报告姓名:郑晨光学号: 2013041467实验名称:最大气泡压力法测定溶液的表面张力专业:13化学行知班班级:指导教师:邬冰评分:实验目录实验 10 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 .................... 3 实验 11 黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量 ................................ 8 实验12 最大气泡压力法测定溶液的表面张力 ................................... 14 实验 13 丙酮碘化反应的速率方程 (23)实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定 ............................................... 28 实验15 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 ........................................... 32 实验16 离子迁移数的测定—希托夫法 ............................................... 36 实验 17 电势—ph 曲线的测定 ............................................................. 40 实验18 电池电动势的测定及其应用 .................................................46 实验 19 碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定 (51)实验20 溶液吸附法测定固体比表面积 ............................................... 57 实验 21 溶液法测定极性分子的偶极矩 .. (62)实验 10 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、实验目的1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度.2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理.3.掌握dds-307型电导率仪的使用方法. 二、实验原理具有明显―两亲‖性质的分子,既含有亲油的足够长的(大于10~12个碳原子)烃基,又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。
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物理化学实验报告实验名称:最大气泡压力法测定溶液的表面张力姓名:郑晨光学号:2013041467专业:13化学行知班班级:13化学指导教师:邬冰评分:实验目录实验 10 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 (3)实验 11 黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量 (8)实验12 最大气泡压力法测定溶液的表面张力 (14)实验 13 丙酮碘化反应的速率方程 (23)实验14 蔗糖水解反应速率常数的测定 (28)实验15 乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 (32)实验16 离子迁移数的测定—希托夫法 (36)实验 17 电势—pH曲线的测定 (40)实验18 电池电动势的测定及其应用 (46)实验19 碳钢在碳酸氢铵溶液中极化曲线的测定 (52)实验20 溶液吸附法测定固体比表面积 (57)实验21 溶液法测定极性分子的偶极矩 (62)实验 10 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、实验目的1.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度.2.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理.3.掌握DDS-307型电导率仪的使用方法.二、实验原理具有明显“两亲”性质的分子,既含有亲油的足够长的(大于10~12个碳原子)烃基,又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。
由这一类分子组成的物质称为表面活性剂,如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的,若按离子的类型分类,可分为三大类:(1)阴离子型表面活性剂,如羧酸盐[肥皂,C17H35COONa],烷基硫酸盐[十二烷基硫酸钠,CH3(CH2)11SO4Na],烷基磺酸盐[十二烷基苯磺酸钠,CH3(CH2)11C8H5SO3Na]等;(2)阳离子型表面活性剂,多为胺盐,如十二烷基二甲基叔胺[RN(CH3)2HCl]和十二烷基二甲基氯化胺[RN(CH3)Cl];(3)非离子型表面活性基,如聚氧乙烯类[R-O-(CH2CH2O-)n-H]。
表面活性剂进入水中,在低浓度时呈分子状态,并且三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。
当溶液浓度加大到一定程度时,许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的集团,形成“胶束”。
以胶束形式存在于水中的表面活性物质是比较稳定的。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration),以CMC表示。
在CMC点上,由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折,如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据,也是表面活性剂的一个重要特征。
这种特征行为可用生成分子聚集体或胶束来说明,如图2所示,当表面活性剂溶于水中后,不但定向地吸附在水溶液表面,而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成图2 胶束形成过程示意图图3 胶束的球型结构和层状结构示意图胶束,表面活性剂为了使自己成为溶液中的稳定分子,有可能采取的两种途径:一是把亲水基留在水中,亲油基向油相或空气;二是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起,以减少亲油基与水的接触面积。
前者就是表面活性剂分子吸附在界面上,其结果是降低界面张力,形成定向排列的单分子膜,后者就形成了胶束。
由于胶束的亲水基方向朝外,与水分子相互吸引,使表面活性剂能稳定地溶入水中。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长,球形胶束还有可能转变成棒型胶束,以至层状胶束,如图3,后者可用来制作液晶,它具有各向异性的性质。
本实验利用DDS-307型电导率仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导率值(也可换算成摩尔电导率),并作电导率(或摩尔电导率)与浓度的关系图,从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。
三、仪器和试剂DDS-307型电导率仪(见图4) 1台恒温水浴1套电导电极1支容量瓶(100mL) 12只十二烷基硫酸钠(0.02mol·dm-3)蒸馏水图4 DDS-307电导率仪四、实验步骤1. 取适量十二烷基硫酸钠在80℃干燥3小时,用电导水准确配制成0.020mol·dm-3的原始溶液。
(此项工作已由实验室完成)2. 开通电导率仪和恒温水浴的电源预热10 min。
调节恒温水浴温度至25℃。
3.用蒸馏水分别准确配制0.002,0.004,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016mol·dm-3的十二烷基硫酸钠溶液各100mL。
4.用电导率仪从低浓度到高浓度分别测定上述各溶液的电导率值。
用后一个溶液荡洗存放过前一个溶液的电导电极和容器3次以上,各溶液测定前必须恒温10min,每个溶液的电导率读数3次,取平均值。
5.实验结束后用蒸馏水洗净试管和电极,并且测量所用水的电导率。
五.数据记录与处理1.将实验所测数据填入表1中。
2.作电导率 与浓度c关系图,从转折点找出临界胶束浓度CMC。
3.文献值:40℃时C12H25SO4Na的CMC为8.7×10-3.mol.dm-3Y 电导率X 浓度交点浓度C=0.007mol.dm -3 六、注意事项表面活性剂的渗透、润湿、乳化、去污、分散增溶和起泡作用等基本原理广泛应用于石油、煤炭、机械、化学、冶金、材料及轻工业、农业生产中,研究表面活性剂溶液的物理化学性质——表面性质(吸附)和内部性质(胶束形成)有着重要意义。
而临界胶束浓度(CMC)可以作为表面活性剂的表面活性的一种量度。
因为CMC 越小,则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越底,达到表面(界面)饱和吸附的浓度越低。
因而改变表面性质起到润湿、乳化、增溶、起泡等作用所需的浓度也越低。
另外,临界胶束浓度又是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。
因此,表面活性剂的大量研究工作都与各种体系的CMC 测定有关。
测定CMC 的方法很多,常用的有表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法、光散射法等。
这些方法,原则上都是从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。
其中表面张力法和电导法比较简洁准确。
表面张力法除了可求得CMC 外,还可以求的出表面吸附等温线,此法还有一优点,就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂,其CMC 的测定都具有相似的灵敏度,此法不受无机盐的干扰,也适合于非离子表面活性剂;电导法是个经典方法,简便可靠。
只限于离子性表面活性剂,此法对于有较高活性的表面活性剂准确性高,但过量无机盐存在会降低测定灵敏度,因此配置溶液应该用电导水。
七、思考题一﹑若要知道所测得的临界胶束浓度是否准确,可用什么实验方法验证之?答;可以用其他方法验证,如表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法、光散射法等。
其中表面张力法和电导法比较简便准确。
二﹑溶解的表面活性剂分子之间的平衡同温度和浓度有关,其关系式可表示为:22ln RT HdT C d CMC ∆-=试问如何测出其热效应值?(必答题)答:准确配臵所需要的溶液,求出各个浓度时的电导值,作出电导值(或摩尔电导率)与浓度的折线图求出转折点处临界胶束浓度,即CMC 的值,根据溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度关系式。
三﹑非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度?为什么?若不能,则可用何种方法测定?(必答题)答:电导法测量表面活性剂临界胶束浓度的原理是:离子型表面活性剂在水中电离,生成离子可以导电,随着表面活性剂浓度的增加,电导率直线增大。
但离子型表面活性剂分子生成胶束后,由于胶束比表面活性剂分子大得多,在水中移动慢得多,故电导率虽仍随着表面活性剂浓度的增大而增大,但增大的幅度(即直线斜率)变小。
故电导率随浓度变化曲线上,在临界胶束浓度处有一拐点。
对于非离子表面活性剂来说,表面活性剂分子在水中不电离,其溶液的电导率和表面活性剂浓度没有关系,故不能用电导法测定非离子表面活性剂的临界胶束浓度。
最简单的办法还是表面张力法,做表面活性剂浓度对表面张力的曲线,当达到CMC 时,在曲线上会出现明显的转折,此点即CMC 。
此外折光指数法和染料增容变色法也可以用。
实验 11 黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量一、实验目的1.掌握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度计测定粘度的原理和方法2.测定聚乙烯醇的平均相对分子质量 二、实验原理粘度是指液体对流动所表现的阻力,这种力反抗液体中邻接部分的相对移动,因此可看作是一种内摩擦。
图1是液体流动的示意图。
当相距为d x 的两个液层以不同速度(v 和v +d v )移动时,产生的流速梯度为d v/d x 。
当建立平衡流动时,维持一定流速所需的力(即液体对流动的阻力)f '与液层的接触面积A 以及流速梯度d v/d x 成正比:xvA f d d ⋅⋅=η' (1) 若以f 表示单位面积液体的粘滞阻力,f=f '/A ,则:⎪⎭⎫⎝⎛=x v f d d η (2)上式为牛顿粘度定律表示式,其比例常数η称为粘度系数,简称粘度,单位为Pa·s。
高聚物在稀溶液中的粘度,主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。
其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度,记作0η;此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦,以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。
三者之总和表现为溶液的粘度η。
在同一温度下,一般来说,η>0η。
相对于溶剂,其溶液粘度增加的分数,称为增比粘度,记作ηSP ,即:ηηηη-=sp (3) 溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度,记作ηr ,即0ηηη/=r (4)r η也是整个溶液的粘度行为,sp η是扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,两者关系为110-=-=r sp ηηηη/ (5)对于高分子溶液,增比粘度往往随溶液的浓度c 的增加而增加。
为了便于比较,将单位浓度下所显示出的增比浓度,即c sp η称为比浓粘度;而crηln 称为比浓对数粘度。
r η和sp η都是无因次的量,c sp η和cr ηln 的单位是由浓度c 的单位而定,通常采用g •mL -1。
为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应,必须将溶液浓度无限稀释,使得每个高聚物分子彼此相隔极远,其相互干扰可以忽略不记。
这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。
这一粘度的极限值记为[]ηη=csplim(6)][η称特性粘度,其值与浓度无关。
实验证明,当聚合物、溶剂和温度确定以后,][η的数值只与高聚物平均相对分子质量M 有关,其间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示:[]αηMk = (7)式中K 为比例常数,α是与分子形状有关的经验常数。
它们都与温度、聚合物、溶剂性质有关,在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。