粘度法测定高聚物分子量
粘度法测定高聚物分子量

实验五粘度法测定水溶性高聚物分子量一.实验目的1. 测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量;2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。
二.实验原理高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一,相对分子质量不同,高聚物的性能差异很大。
所以不同材料,不同的用途对分子质量的要求是不同的。
测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。
本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一。
它是一种无臭、无味、白色固体物质,易溶于近沸点的热水中,相对分子质量是2∽8×104范围内,选用它来做实验是合乎要求的。
线型高分子可被溶剂分子分散,在具有足够的动能下相互移动,成为黏度态,η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度,是它在流动过程中所存在内摩擦的反映,这种摩擦主要有:溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦,也就是纯溶剂的黏度,记作η0;还有高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦,三者总和表现为高聚物溶液的黏度,记作η。
在同一温度下,高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大,即η>η0,这些黏度增加的分数,叫做增比黏度,记作ηsp,即式中,ηr 称为相对黏度,这指明溶液黏度对溶剂黏度的相对值,仍是整个溶液的黏度行为;ηsp则意味着已经扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。
溶液的浓度可大可小,显然,浓度越大,黏度也就越大,为了便于比较,将单位浓度下所显示的黏度,即引入ηsp/c,称作比浓黏度,其中c是浓度,采用单位为g/mL。
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:[η]被称为特性粘度,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,它们之间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示:测定高分子的[η]时,用毛细管粘度计最为方便。
粘度法测定高聚物分子量

实验 3 粘度法测定高聚物分子量利用高聚物溶液的粘度与高聚物分子量的相互关系。
测定粘度可以计算分子量,这种方法称为粘度法,它是目前最常用的方法之一。
一、实验目的1.学习用粘度法测定高聚物分子量。
2.学习粘度法测定高聚物分子量的数据处理方法。
二、原理高分子溶液粘度的大小与其分子量,分子形状,溶液浓度溶剂性质。
温度等因素有关。
由于影响高聚物溶液粘度的因素较多,因此到目前为止,粘度与分子量的关系式还不能由理论式来计算,而是从经验而得。
在一定温度下,高分子溶液的特性粘度。
][η与高分子的分子量M 之间的经验公式:a KM =][η (1)在一定温度时,对某一高聚物—溶剂体系,公式中k 、α是常数,一般可查手册,如本体聚合的甲基丙烯酸甲酯在苯溶剂中,测得温度C ︒±125时,71.01034.12=⨯=-αK ,从实验测得特性粘度][η就可以求出高聚物的分子量。
特性粘度的定义为溶液浓度无限稀的情况下比浓粘度(/)sp c η或比浓对数粘度(1/r n c η)ln ()limlimsp rc c ccηηη→→== (2)式(2)中)(00ηηηηη⋅=x 分别为溶液和纯溶剂在同一温度下的粘度称为相对粘度。
)(00t t t t x ⋅=η分别为稀溶液及纯溶液用同一粘度设计在同一温度下测得的流出时间)单位秒。
而01sp x ηηηηη-==-称之增比粘度。
高聚物溶液的粘度和浓度之间依赖关系。
有下列公式。
2()()spK C cηηη'=+ (3)C cl rn 2)()(ηβηη-=……(4) 从式(3)和(4)可看出比浓粘度spcη和比浓对数粘度cl rn η与浓度c 成线性关系。
因此可以sp c η对c 或c l r n η对c 作图可得出两条直线。
以浓度c 外推射。
两条直线在c =0处。
即纵轴上相交一点。
此点的截距即是特性粘度[η]然后根据(1)求出高聚物的分子量。
由上法求出的高聚物分子量是高聚物的平均分子量ηM 称为粘均分子量。
粘度法测高聚物分子量

粘度法测高聚物分子量一、实验目的1.掌握粘度法测定高聚物平均分子量的原理。
2.用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定聚乙烯醇的特性粘度,计算聚乙烯醇的粘均分子量。
二、实验原理粘度是液体对流动所表现的阻力。
根据牛顿粘度定律,在流速梯度为dv/ds 时,单位面积液体的粘滞阻力⎪⎭⎫⎝⎛=ds dv f η (2-1)式中的比例常数η称为粘度系数,简称粘度,SI 单位为s Pa ⋅,c.g.s 制单位是泊(P ,1P = 1dyn ⋅s ⋅cm -2),1P =0.1Pa ⋅s 。
测定高聚物分子量的方法很多,其中以粘度法最常用。
因为粘度法设备简单,操作方便,有相当好的精确度。
但是粘度法不是测定分子量的绝对值方法,因为在此法中所用计算分子量的经验方程中的参数,要用其它方法来确定。
因高聚物、溶剂、分子量范围、温度等不同,就有不同的经验方程式。
高聚物溶液的粘度η一般要比纯溶剂的粘度η0大得多,粘度增加的分数叫增比粘度ηsp 按定义式1r 0-=-=ηηηηηSP (2-2) 式中0r /ηηη=,叫相对粘度。
增比粘度随溶液中高聚物浓度的增加而增大。
为了便于比较,通常取单位浓度的增比粘度作为高聚物分子量的量度,可以写成cSPη,叫做比浓粘度。
显然比浓粘度随溶液的浓度c 而变。
当c →0时,比浓粘度趋于一固定的极限值[η],即 []ηη=→cSPc lim(2-3)[]η称为特性粘度,其值可利用c sp /η~c 图用外推法求得,因为根据实验测定[][]c k cSP2'ηηη+= (2-4)因此在)/(c sp η~c 图上的截距即为[]η。
另外,当c →0时,crηln 的极限值也是[]η,因为在浓度趋近于零的极限条件下 ⋅⋅⋅-+-=+=323121)1ln(ln sp sp sp sp r ηηηηη当浓度不大时,可以忽略高次项,即 []ηηη==→→cc sp c rc 00lim ln lim(2-5)()c r /ln η与浓度c 之间的经验公式为[][]c cr 2ln ηβηη-= (2-6) 因此,以)/(c sp η和()c r /ln η对c 作图可以得到两条直线,它们在纵轴上交于一点,截距均为[]η。
粘度法测定聚合物的分子量

一、实验目的1、掌握用乌氏粘度计测定高分子溶液粘度的方法;2、了解稀释粘度法测定高聚物分子量的基本原理;3、学会外推法作图求[η]并计算粘均分子量M η。
二、实验原理高聚物的分子量是反映高聚物特性的重要指标,是高分子材料最基本的结构参数之一。
其测定方法有:端基测定法、渗透压法、光散射法、超速离心法以及粘度法等。
其中粘度法测试仪器比较简单,操作方便,并有较好的精确度,应用普遍。
高分子溶液具有比纯溶剂高得多的粘度,其粘度大小与高聚物分子的大小、形状、溶剂性质以及溶液运动时大分子的取向等因素有关。
因此,利用高分子粘度法测定高聚物的分子量基于以下经验式:Mark 经验式:式中:[η]-特性粘数M -粘均分子量 K -比例常数α-与分子形状有关的经验参数K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质有关,也和分子量大小有关。
K 值受温度的影响较明显,而α值主要取决于高分子线团在某温度下,某溶剂中舒展的程度,其数值介于0.5~1之间。
K 与α的数值可通过其它绝对方法确定,例如渗透压法、光散射法等,从粘度法只能测定得[η]。
粘度除与分子量有密切关系外,对溶液浓度也有很大的依赖性,故实验中首先要消除浓度对粘度的影响,常以如下两个经验公式表达粘度对浓度的依赖关系:式中:r η-相对粘度 sp η-增比粘度 sp η/c -比浓粘度c -溶液浓度[]αηKM =(8-1) (8-2)βκ,-均为常数1-=r spηη (8-4)式中:t -溶液流出时间0t -纯溶剂流出时间显然][η即是聚合物溶液的特性粘数,和浓度无关,由此可知,若以c sp /η和c sp /ln η分别对c 作图,则它们外推到0→c 的截距应重合于一点,其值等于][η。
ln rηspCη或C图1 外推法求[η]值图8-1 外推法求][η值三、实验仪器和材料试剂:PV A ,水 仪器:乌氏粘度计 四、实验步骤1、玻璃仪器的洗涤:粘度计先用经砂芯漏斗滤过的水洗涤,把粘度计毛细管上端小球存在的中沙粒等杂质冲掉。
粘度法测定高聚物的分子量-21164322(精)

特性粘度[η]: 反映高分子与溶剂分子之间的内摩 擦
实验原理
特性粘度:[η] 反映高分子与溶剂分子之间的内摩擦 在无限稀释条件下
(2) 用外推法求[η ]: 方法有二种:
一种是以η SP/C对C作图,外推到C→0的截距值; 另一种是以lnηr/C对C作图,也外推到C→0的截距值
a-b:液体流经a-b之间 的时间即为流出时间
2.药品: 聚乙二醇
乌贝路德粘度计
实验步骤
1.先用洗液将粘度计洗净,再用自来水、蒸馏水分
别冲洗几次,洗好后烘干备用。恒温25℃。
(若不烘干,残留的水会将溶液稀释)
2.溶液流出时间的测定:
(1)加原始浓度的溶液:
用移液管吸取已知浓度(
)的聚乙二醇溶
液10mL/ 15mL ,由A管注入粘度计中;
2.作ηSP/C—C及lnηr/C—C图,并外推到C→0由截 距求出[η]。
3.由公式(1)计算聚乙二醇的粘均分子量,K,α值查 附录二。
聚乙二醇:25℃ K=1.56×10-1dm3·Kg-1,α=0.50 30℃ K=1.26×10-2dm3·Kg-1,α=0.78
注意事项:
1.粘度计必须洁净,高聚物溶液中若有絮状物 不能将它移入粘度计中。
实验原理
特性粘度[η]
比浓粘度
相对粘度ηr
实验原理
测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒 法和落球法。在测定高聚物分子的特性粘度 时,以毛细管流出法的粘度计最为方便。
若液体在毛细管粘度计中,因重力作用流 出时,可通过泊肃叶公式计算粘度。
实验原理
η为液体的粘度;ρ为液体的密度;L为毛细管 的长度;r为毛细管的半径;t为流出的时间;h 为流过毛细管液体的平均液柱高度;V为流经 毛细管的液体体积;m为毛细管末端校正的 参数(一般在r/L<<1时,可以取m=1)。对于 某一只指定的粘度计而言,可以写成下式
黏度法测高聚物分子量(最终版)

华南师范大学实验报告学生姓名平璐璐学号20132401179专业化学(师范) 年级、班级 13级一班课程名称物理化学实验实验项目黏度法测定水溶性高聚物分子量实验类型□验证□设计□综合实验时间 2016 年 4 月 7 日实验指导老师林晓明实验评分一、实验目的1.测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量;2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。
二、实验原理高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能。
与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。
用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η高聚物稀溶液的黏度(η)是流体在流动时摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦力主要有:纯溶剂间的内摩擦,也就是纯溶剂的粘度,记作η0,高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,以及高聚物分子间的内摩擦。
这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明,在相同温度下,η> η0,相对于溶剂,其溶液粘度增加的分数,称为增比粘度,记作sp η,0sp r 0011ηηηηηηη-==-=-r η称为相对粘度,即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。
高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大,为了便于比较,定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度,定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。
当溶液溶液无限稀释,高聚物分子彼此相隔甚远,其相互作用可以忽略不计。
此时比浓粘度趋近于一个极限值,即:[η]称为特性粘度,在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系(关系公式):[][]2spK ccηηη=+ [][]2r ln B cc ηηη=-实验证明,当聚合物、溶剂和温度确定以后,特性粘度[η]的数值只与高聚物平均相对分子量有关,它们之间的半经验关系可用方马克-霍温克方程(Mark-Houwin)来表示M η为平均分子量(黏均分子量),K 是比例常数,a 是与分子形状有关的经验参数。
粘度法测高聚物分子量

实验5粘度法测定聚合物的粘均分子量一. 实验目的1.加深理解粘均分子量的物理意义。
2.学习并掌握粘度法测定分子量的实验方法。
3.学会用“一点法”快速测定粘均分子量。
二. 实验原理由于聚合物的分子量远大于溶剂,因此将聚合物溶解于溶剂时,溶液的粘度(η)将大于纯溶剂的粘度(η0)。
可用多种方式来表示溶液粘度相对于溶剂粘度的变化,其名称及定义如表8-1所示。
表8-1 溶液粘度的各种定义及表达式名称 定义式量纲 相对粘度 0ηηη=r无量纲 增比粘度 100−=−=r sp ηηηηη 无量纲比浓粘度(粘数)CC r sp1−=ηη浓度的倒数(dl/g ) 比浓对数粘度(对数粘数)CC sp r )1ln(ln ηη+=浓度的倒数(dl/g )溶液的粘度与溶液的浓度有关,为了消除粘度对浓度的依赖性,定义了一种特性粘数,其定义式为:CCrC spC ηηηln limlim][0→→== (8-1) 特性粘数又称为极限粘数,其值与浓度无关,其量纲也是浓度的倒数。
特性粘数取决于聚合物的分子量和结构、溶液的温度和溶剂的特性,当温度和溶剂一定时,对于同种聚合物而言,其特性粘数就仅与其分子量有关。
因此,如果能建立分子量与特性粘数之间的定量关系,就可以通过特性粘数的测定得到聚合物的分子量。
这就是用粘度法测定聚合物物分子量的理论依据。
根据式8-1的定义式,只要测定一系列不同浓度下的粘数和对数粘数,然后对浓度作图,并外推到浓度为零时,得到的粘数或对数粘数就是特性粘数。
实验表明,在稀溶液范围内,粘数和对数粘数与溶液浓度之间呈线性关系,可以用两个近似的经验方程来表示:C Csp2][][ηκηη+= (8-2)C Cr2][][ln ηβηη−= (8-3) 式8-2和式8-3分别称为Huggins 和Kraemer 方程式。
当溶剂和温度一定时,分子结构相同的聚合物,其分子量与特性粘数之间的关系可以用MH 方程来确定,即:αηKM =][ (8-4)在一定的分子量范围内,K , α是与分子量无关的常数。
粘度法测定高聚物分子量

粘度法测定高聚物分子量高聚物分子量是评价高聚物性质的重要指标之一。
粘度法是一种常用的测定高聚物分子量的方法。
本文将介绍粘度法的原理、测量方法及注意事项。
一、粘度法测定高聚物分子量的原理高聚物在溶液中的流动特性与其分子量有关。
分子量较大的高聚物在溶液中会形成较高浓度的聚合体,聚合体之间的热运动会受到阻碍,导致溶液的粘度增加。
因此,溶液的粘度与高聚物分子量成正比。
利用该原理,可以通过测定高聚物在溶液中的粘度来确定其分子量。
常用的粘度测量方法有旋转粘度计法、滴定粘度计法和玻璃密封管法等。
二、旋转粘度计法测定高聚物分子量在旋转粘度计法中,测量高聚物溶液在不同转速下的粘度,并利用氢氧化钠溶液对高聚物分子做标准化处理,从而计算出高聚物的分子量。
具体测量步骤如下:1. 准备高聚物的溶液,其中高聚物的质量浓度应在0.1-1.0g/L之间,一般用异丙醇或二甲基亚砜作为溶剂,同时应注意避免产生泡沫;2. 将旋转粘度计置于稳定的温度下,启动仪器并调整转速至稳定状态;3. 将高聚物溶液倒入粘度计测试杯中,并调整温度至与旋转粘度计相同;4. 测量高聚物在不同转速下的粘度,通常用10rpm和100rpm两种转速测量,每种转速测量三次;5. 将测量数据带入标准化计算公式得到高聚物的相对分子质量(Mw)和粘度平均分子量(Mn)。
四、玻璃密封管法测定高聚物分子量玻璃密封管法是一种直接测定高聚物溶液粘度的方法,需要在室温下严格控制高聚物溶液的密封性。
具体测量步骤如下:1. 准备高聚物的溶液,将溶液倒入玻璃密封管中,同时保证密封严密;2. 将密封管悬置于水槽中,并与相邻秤盘连接,以便测量密度和相对分子质量;3. 测量高聚物溶液的密度,并记录所用的温度;4. 使用标准计算公式计算高聚物的相对分子质量(Mw)和粘度平均分子量(Mn)。
五、注意事项1. 在高聚物的溶液制备过程中要避免产生泡沫,以免干扰粘度测定的准确性;2. 在粘度测定过程中要对仪器有所了解,并遵循测量操作规程,以免造成误差;3. 对于粘度计的使用要注意仪器的清洁,以保证测量精度;4. 不同的粘度测量方法具有不同的适用范围和测量精度,应根据实际需要和条件进行选择。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
粘度法测定水溶性高聚物分子量实验目的测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量掌握用乌贝路德(Ubbelohde)黏度计测定黏度的原理和方法实验原理分子量是表征化合物特性的基本参数之一。
高聚物的分子量大小不一,通常取平均分子量,粘度法是测定分子量的方法之一。
通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量(103-107之间)。
本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一。
它是一种无臭、无味、白色固体物质,易溶于近沸点的热水中,相对分子质量是2-8×104范围内,选用它来做实验是合乎要求的。
线型高分子可被溶剂分子分散,在具有足够的动能下相互移动,成为黏度态,η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度,是它在流动过程中所存在内摩擦的反映,这种摩擦主要有:溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦,也就是纯溶剂的黏度,;还有高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩记作η擦,三者总和表现为高聚物溶液的黏度,记作η。
在同一温度下,高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大,即η>η0,这些黏度增加的分数,叫做增比黏度,记作ηsp,即式中,ηr称为相对黏度,这指明溶液黏度对溶剂黏度的相对值,仍是整个溶液的黏度行为,ηsp则意味着扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。
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:[η]被称为特性粘度,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,它们之间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示:测定高分子的[η]时,用毛细管粘度计最为方便。
当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出是遵守泊肃叶(Poiseuille)定律:ρ为液体的密度;l是毛细管长度;r 是毛细管半径;t 是流出时间;h是流经毛细管液体的平均液柱高度;g为重力加速度;V是流经毛细管的液体体积;m是与机器的几何形状有关的常数,在r/l<<1 时,可取m=1。
对某一支指定的粘度计而言,r、h、V、L、g、m均为常数,故如测定是在稀溶液中进行,溶液的密度和溶剂的密度近似相等,则:所以ηsp /c和lnηr /c的极限都等于特性黏度[η] ,由此可获得[η]的方法有两种:一种以ηsp 对 c作图外推 c→0 的截距值;另一种以 lnηr/c 对c作图,外推 c→0 的截距值;或同时作图,两条直线的截距应重合于一点,这样也可以核实实验的可靠性,如图下图所示:根据实验在足够稀的溶液中,这两条直线的方程为:通常不必用溶液的真实浓度作图,而采用对起始浓度的相对浓度作图,c’为相对浓度,c1为起始浓度,c为真实浓度。
与原式对照可以得出[η]值,代入式(3-84),就可算出高聚物的黏均分子量,K 和 a 值可查表得。
仪器与试剂仪器:乌氏粘度计(1支) 5mL、10mL移液管(各一支)恒温水浴(1套) 150mL烧杯(1个) 200mL广口瓶(2只)50mL 注射器(1支)洗耳球(1个)秒表(1只)试剂:右旋糖苷(分析纯)蒸馏水丙酮(分析纯)实验步骤1.洗涤黏度计取出一只用过的黏度计,先用丙酮灌入黏度计中,浸洗去留在黏度计中的高分子物质,黏度计的毛细管部分,要反复用丙酮流洗。
方法是:用约 10 mL 丙酮至大球中,并抽吸丙酮经毛细管 3 次以上,洗毕,倾去丙酮倒入回收瓶中,再重复一次,然后烘干。
烘干的方法,使用电吹风机热风吹黏度计各部分,一边在黏度计支管C上接上抽气泵抽气,利用热气流把黏度计中的丙酮抽走。
2.测定溶剂流出时间在铁架台上调节好黏度计的垂直度和高度,然后将黏度计安放在恒温水浴中。
用移液管吸取10mL 纯水,从A 管注入。
于37℃恒温槽中恒温5min。
进行测定时,在 C管上套上橡皮管,并用夹子夹住,使其不通气,在 B 管上用橡皮管接针筒,将蒸馏水从 F 球经 D 球、毛细管、E球抽到G球上(不能高出恒温水平面),先拔去针筒并解去夹子,使 C管接通大气,此时 D 球内液体即流回 F 球,使毛细管以上液体悬空。
毛细管以上液体下流,当液面流经 a刻度时,立即按停表开始记录时间,当液面降到b刻度时,再按停表,测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间,同样重复操作至少三次,它们相差不大于0.2s,,取三次平均值为 t3.溶液流出时间的测定取出黏度计,倾去其中的水,加入少量的丙酮溶液润洗,经过各个瓶口流出,以达到洗净的目的。
同上法安装调节好黏度计,用移液管吸取 10mL 溶液小心注入黏度计内(注意不能将溶液黏在黏度计的管壁上),在溶液恒温过程中,应用溶液润洗毛细管后再测定溶液的流出时间t。
然后一次分别加入 2.0mL、3.0 mL、5.0 mL、10.0 mL 蒸馏水,按上述方法分别测量不同浓度时的t 值。
每次稀释后都要将溶液在 F 球中充分搅匀(可用针筒打气的方法,但不要将溶液溅到管壁上),然后用稀释液抽洗黏度计的毛细管、E 球和 G 球,使黏度计内各处溶液的浓度相等,而且须恒温。
数据处理恒温温度37.00℃右旋糖苷溶液起始浓度20g/L1.为了作图方便,假定起始相对浓度为1,依次加2.0mL、3.0 mL、5.0 mL、10.0mL蒸馏水稀释后的相对浓度分别为5/6、2/3、1/2、1/3,计算浓度的ηr 、ηsp 以及ηsp/c’、lnηr /c’并填入表中。
2.作图用ηsp/c’、 lnηr /c’ 对c’作图得两直线,外推c’→0 ,得截距A,以起始浓度c除之,就得特性黏度。
从上图中可以看出在ηsp/c’—c 直线方程为y=0.080x+0.274,直线的截距A=0.274,所以[η]=A/c=0.274/(20g/L )=0.0137L/g3.计算分子量。
,右旋糖苷水溶液的参数: 37℃时,K =0.141cm 3/g ,a =0.46。
结果分析与讨论蔗糖经肠膜状明串珠菌-1226(Leucon05tocmesenteroides)发酵后生成的一种高分子葡萄糖聚合物,经处理精制而得。
由于聚合的葡萄糖分子数目不同,而产生不同分子量的产品。
有高分子右旋糖苷(平均分子量10 万-20 万)、中分子右旋糖苷(平均分子量6 万-8 万)、低分子右旋糖苷(平均分子量2 万-4 万)小分子右旋糖苷(平均分子量1 万-2 万)。
由实验结果知,实验所用的右旋糖苷的分子量为20924.5g/mol ,故实验所用的右旋糖苷属于低分子右旋糖苷。
在本次实验中,把不同浓度的溶液的密度看为相同,但实际上是有略微区别的,只有浓度为20g/L 的第一个溶液的浓度是准确的,其他的再加水稀释之后的相对浓度实际上并不等于5/6、2/3、1/2、1/3,我们在实验中做了近似处理,ηsp/c’lnηr /c’M K aηη=][20924.5这也会带来一定的误差。
在严格操作的情况下,有时会出现如下图所示的反常现象,目前不能清楚地/c=[η]+κ[η]2c物理意义明确,其中解释其原因,因此要做近似处理。
式ηspκ和ηsp /c值与高聚物结构和形态有关;而ηr/c=[η]-β[η]2c则基本上是数学运算式,含义不明确。
因此,发生异常现象时应该以η/c与c的关系为sp基准来求得高聚物溶液的特性粘度[η]。
在本次实验中发生的异常现象属于(a)种情况。
理论上溶液越稀,更符合无限稀释情况,式ηsp /c=[η]+κ[η]2c及ηr/c=[η]-β[η]2c就更准确。
但溶液太稀,溶剂和溶液的流出时间相差较小,会引来较大的实验误差,而且要考虑高聚物溶液在粘度计壁上的吸附所产生浓度的改变。
故溶液的起始浓度太稀不行。
如起始浓度过大,测ηsp/c~c的实验直线在浓度大处发生向上弯曲,影响线性的外推,从而影响(q)数值。
特性粘度不是在任意浓度范围内都是一个定值,而只是在一定的浓度范围才保持定值,表现出特性粘度性质。
为了使实验结果更加准确,以下几个方面的问题是必须注意的:1、温度波动直接影响黏度的测定,所以实验过程中恒温槽的温度要恒定,溶液每次稀释恒温后才能测量。
2、粘度计必须洁净,高聚物溶液中若有絮状物不能将它移入粘度计中。
3、本实验溶液的稀释是直接在粘度计中进行的,因此每加入一次溶剂进行稀释时必须混合均匀,并抽洗E球和G球。
4、粘度计要垂直放置,实验过程中不要振动粘度计,否则影响结果的准确性。
思考题1、乌氏粘度计中的支管c有什么作用?除去支管c是否仍可以测粘度?如果在测定液体流出时间时没有打开支管C,会对测定的高聚物分子量产生何种影响?答:C管的作用是为了保证毛细管下端口能够与大气连通,从而压力恒定在101325Pa 下,而不受液柱高低影响,当毛细管下端的液面下降,毛细管内流下的液体形成一个气承悬液柱,液体流出毛细管下端后沿管壁流下,避免出口处形成湍流现象。
或者是减少了a管液面升高对毛细管中液流压力差带来的影响。
除去C管仍可测定,但是要保证每次测量的体积都相同(不适用)。
如果没打开C 则流出的时间过长,测出的分子量偏大。
2.乌氏粘度计毛细管太粗太细各有何特点?答:乌氏粘度计的毛细管太粗的时候,测的时候时间太快,比如测水的时候,流速过快,反应跟不上,所以,可能会导致时间读数不准确。
乌氏粘度计的毛细管太细,物质在它里面流速太慢,花费时间比较长。
3.为什么粘度计一定要干净、无尘?答:因为如果粘度计中有杂质的话,附着在粘度计内壁的杂志颗粒会使内壁的表面不在光滑,从而影响所测液体的流速,使得液体流出时间变长,造成误差。
另外,杂质可能溶解在溶液中,使得溶液成分发生变化,影响流出时间,对分子量的测定影响较大。
参考文献[1] 何广平,南俊民,孙艳辉物理化学实验[M],北京:化学工业出版社,2008:125-130[2] 张锦红.粘度法测定聚合物的平均分子量[J].辽宁化工.1993,6:49-50[3] 项尚林, 余人同, 王庭慰. 粘度法测定高聚物分子量实验的改进[J]. 实验科学与技术,2009,7(5):37-41。