范文一:黏度法测相对分子量(粘均分子量M)
M9940112 碩化材一甬 蘇建銘
黏度法測相對分子量:粘均分子量Mη:
用烏式粘度計,測高分子稀釋溶液疛特性粘數[η],朜據Mark-Houwink公式[η],kMα,從文獻或有關手冊查再k、α值,計算再高分子疛分子量。其学,k、α值因所用溶劑疛孥同及實驗溫度疛孥同而具有孥同數值。
質譜法
質譜法是精確測定物質分子量疛一種方法,質譜測定疛分子量給再疛是分子質量m對電荷數Z孩比,劭質荷比:m/Z:過匐疛質譜難拝測定高分子疛分子量,但近20年來甫拝離子化岭術疛發展,使得質譜匑用拝測定分子量高達百萬疛高分子化合物。這些新疛離子化岭術包括場解吸岭術:FD:,岥離子或原子轟擊岭術:FIB或FAB:,基質輔助激光解吸岭術:MALDI-TOFMS:和電噴霧離子化岭術:ESI-MS:。甫激光解吸電離岭術和離子化飛肙挴間質譜相結合而構成疛儀器稱為“基質輔助激光解吸,離子化飛肙挴間質譜”:MALDI-TOFMS激光質譜:匑測量分子量分布比較窄疛高分子疛重均分子量:Mw:。甫電噴霧電離岭術和離子阱質譜相結合而構成疛儀器稱為“電噴霧離子阱質譜”:ESI-ITMS電噴霧質譜:。匑測量高分子疛重均分子量:Mw:。
再處
http://www.polymer.cn/bbs/Portal/ForumTopic.aspx?PageID=25048
[鍵入文夤]
范文二:黏度法测相对分子量(粘均分子量M)-
M9940112 碩化材一甲 蘇建銘
黏度法測相對分子量:粘均分子量Mη:
用烏式粘度計,測高分子稀釋溶液的特性粘數[η],根據Mark-Houwink公式[η],kMα,從文獻或有關手冊查出k、α值,計算出高分子的分子量。其中,k、α值因所用溶劑的不同及實驗溫度的不同而具有不同數值。
質譜法
質譜法是精確測定物質分子量的一種方法,質譜測定的分子量給出的是分子質量m對電荷數Z之比,即質荷比:m/Z:過去的質譜難於測定高分子的分子量,但近20年來由於離子化技術的發展,使得質譜可用於測定分子量高達百萬的高分子化合物。這些新的離子化技術包括場解吸技術:FD:,快離子或原子轟擊技術:FIB或FAB:,基質輔助激光解吸技術:MALDI-TOFMS:和電噴霧離子化技術:ESI-MS:。由激光解吸電離技術和離子化飛行時間質譜相結合而構成的儀器稱為“基質輔助激光解吸,離子化飛行時間質譜”:MALDI-TOFMS激光質譜:可測量分子量分布比較窄的高分子的重均分子量:Mw:。由電噴霧電離技術和離子阱質譜相結合而構成的儀器稱為“電噴霧離子阱質譜”:ESI-ITMS電噴霧質譜:。可測量高分子的重均分子量:Mw:。
出處 http://www.polymer.cn/bbs/Portal/ForumTopic.aspx?PageID=25048
范文三:粘度法测量高聚物相对分子量
实验九 粘度法测定水溶性高聚物的相对分子质量
一、实验目的
1. 测定聚乙烯醇的粘均相对分子量。
2. 掌握 Ubbelohde 粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。
二、实验原理
在高聚物的研究中, 相对分子质量是一个不可缺少的重要数据。 因为它不仅 反映了高聚物分子的大小, 并且直接关系到高聚物的物理性能。 但与一般的无机 物或低分子的有机物不同, 高聚物多是相对分子质量不等的混合物, 因此通常测 得的相对分子质量是一个平均值。 高聚物相对分子质量的测定方法很多, 比较起 来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。 高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子, 加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。 粘性液体在流动过程中, 必须克服内摩擦阻力而做功。 粘性液体在流动过程 中所受阻力的大小可用粘度系数 η(简称粘度 ) 来表示 (kg·m -1·s -1) 。 高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。 纯溶剂粘度反映了 溶剂分子间的内摩擦力, 记作 η0, 高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、 高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及 η0三者之和。 在相同温度下, 通常 η>η0, 相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作 ηsp
,即
(1)
而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作 ηr
,即
(2)
ηr 反映的也是溶液的粘度行为,而 ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩 擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。 高聚物溶液的增比粘度 ηsp 往往随质量浓度 c 的增加而增加。 为了便于比较, 将单位浓度下所显示的增比粘度 ηsp /c 称为比浓粘度,而 lnηr /c 则称为比浓对 数粘度。 当溶液无限稀释时, 高聚物分子彼此相隔甚远, 它们的相互作用可以忽 略,此时有关系式
(3)
[η]称为特性粘度, 它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内 摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。由于 ηr 和 ηsp 均是无 因次量,所以他们的单位是浓度 c 单位的倒数。
在足够稀的高聚物溶液里, ηsp /c 与 C 和 lnηr /c 与 c 之间分别符合下述经
验关系式:
(4)
(5)
上两式中 κ和 β分别称为 Huggins 和 Kramer 常数。这是两直线方程,通过 ηsp /c 对 c 或 lnηr /c 对 c 作图,外推至 C=0时所得截矩即为 [η]。显然,对于同 一高聚物,由两线性方程作图外推所得截矩交于同一点,如图 1。
图 1:外推法求 [η] 图 2:乌氏粘度计
高聚物溶液的特性粘度 [η]与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用带有两个 参数的 Mark — Houwink 经验方程式来表示:
(6)
式中 是粘均相对分子量, K 为比例常数, α是与分子形状有关的经验参数。
K 和 α的值与温度、 高聚物及溶剂的性质有关,也和分子量大小有关。 K 值受温 度影响较明显, 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。 K 与 α可通过一些绝对实验方法 (如膜渗透压法、光散射法等 ) 确定。
本实验采用毛细管法测定粘度, 通过测定一定体积的液体流经一定长度和半 径的毛细管所需时间而获得。 本实验使用的乌氏粘度计如图所示。 当液体在重力 作用下流经毛细管时,其遵守 Poiseuille 定律:
lt V
m lV t hgr ππρη884-= (7)
式中 η(kg·m-1·s -1) 为液体的粘度; 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 是与仪器的几何形状有关的常数,在 1
<>
r
时,可取 m=1。
对某一支指定的粘度计而言, 许多参数是一定的, 令 lV hgr 84
πα=
,
l V
m
πβ8=, 则(7)式可改写为
t t β
αρ
η-
= (8) 式中 1<β,当 s="" t="" 100="">时,等式右边第二项可以忽略。通常是在稀溶液中测 定,溶液的密度 ρ与溶剂密度 0ρ近似相等。这样,通过测定溶液和溶剂的流出 时间 t 和 t 0,就可求算 r η:
00t t r =
=
ηηη (9)
所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到 ηr 。
三、仪器和试剂
1. 仪器
SYP-3型玻璃恒温水浴 ; 乌氏粘度计 ;10mL 移液管两支 ; 吹风机,秒表各一只 ; 洗耳球 1个 ; 止水夹 2个 ;100mL 容量瓶一个 ;3号玻璃砂漏斗一个 ; 锥形瓶一个。
2. 试剂
无水乙醇 (A.R.);聚乙二醇 ; 蒸馏水。
四、实验步骤
1. 清洗仪器
将粘度计用洗液、 自来水和蒸馏水洗干净, 特别注意毛细管部分, 用乙醇润 洗,然后烘干备用。
吹干粘度计所需时间较长, 特别是毛细管要多吹一段时间。 吹干后, 将粘度 计放入恒温槽中恒温,用铁夹将其夹垂直。
2. 配制聚乙烯醇溶液
准确称量 1g 左右聚乙烯醇固体,放入烧杯中,再加入 60mL 左右蒸馏水使 其溶解,可适当加热以加速溶解,待聚乙烯醇固体完全溶解后,将溶液(溶液冷 却后)转入 100mL 容量瓶中定容。
称取了 1.0111g 聚乙烯醇固体,溶解在电炉上进行。 10min 后聚乙烯醇溶解 完毕。转移到容量瓶中后在 35℃ 下恒温定容,定容时发现溶液上面有些许泡沫。
3. 恒温
打开恒温槽,设定温度为 35.0±0.01℃ 。将乌氏粘度计 (如图 2) 在恒温槽中恒
温 10min(注意垂直放置 ) 。纯水以及待测样也于 35℃ 水中恒温。
另外为了下面步骤操作方便, 可以在恒温水槽中放置一个装满蒸馏水的锥形 瓶。
4. 溶剂流出时间 t 0的测定
向粘度计内注入纯水 20mL ,恒温 2分钟后进行测定。方法如下:使 C 管不 通气。用洗耳球在 B 管的上端吸气,将水从 F 球经 D 球、毛细管、 E 球抽至 G 球 2/3处;松开 C 管上夹子,使其通气,此时 D 球内溶液回入 F 球,使毛细管 以上的液体悬空;毛细管以上的液体下落,当凹液面最低处流经刻度 a 线时,立 刻按下秒表开始记时,至 b 处则停止记时。记下液体流经 a 、 b 之间所需的时间。 重复测定三次,偏差小于 0.3s 取其平均值,即为 t 0值。
蒸馏水即从 3中所说的锥形瓶中取, 要保证液体下落时液面没有气泡, 数据 记录见五中。
5. 溶液流出时间的测定
烘干粘度计, 用移液管吸已预先恒温好的溶液 10mL , 由 A 管注入粘度计内, 于 25℃ 水中恒温 2分钟,测定流出时间三次,取均值。
纯溶液粘度很大,用洗耳球时要缓慢吸气使液面上升至 G 球处,否则气泡 会很多。
6. 不同浓度溶液流出时间的测定
向粘度计中依次加入 2.00, 3.00, 5.00, 10.00 mL蒸馏水,用上述方法分别 测量不同浓度的 t 值。每次稀释后用洗耳球将液体混匀 (2min),并多次抽洗粘度 的 E 球和 G 球以及毛细管部分。
按照步骤中操作 3-4次后溶液大致混匀。数据记录见五中。
7. 清理仪器
关闭电源,清洗粘度计 3次,用纯水注满粘度计,实验完毕。
要保证粘度计不使用时是清洁的,否则有异物长时间不清理影响实验结果。
五、数据记录和处理
室温 180℃ 大气压力 (kPa):101.71
恒温温度 (°C) :35±0.001℃
1.0111g 苯甲酸配成 100mL 溶液,原始溶液浓度 c 0=1.0111×10-2g/mL
1. 列表记录 5组溶液质量将水加入量及溶液浓度数据记录在下表中
2. 由原理中的公式计算出 c , ηr , lnηr , ηSP , ηSP /c, lnηr /c, 记录在下表
3. 以 ηsp /c 和 lnηr /c 对 c 作图,得两条直线,外推至 c=0处,求出 [η]. 以 2中数据作图如下:
/c - c方程
由拟合结果可以得到:
ηsp /c - c所得曲线截距为 106.40224 lnηr /c - c所得曲线截距为 107.83214
二 者 截 距 不 等 。 由
于 式 物 理 意 义 明 确 ,
而 式
基本上是数学运算式, 因此以 ηsp /C 与 C 的关系为基准来求 得聚乙二醇的特性粘度 [η]。
因此 [η]= 106.4mL/g
4. 计算聚乙二醇水溶液的粘均相对分子量 。
已知聚乙烯醇水溶液:35℃ K=16.6×10-3dm 3/Kg =16.6×10-3cm 3/g α=0.82 由 [η]=kα求得 = 43901.56g/mol
六、注意事项
1. 使用乌式粘度计时,要在同一支粘度计内测定一系列浓度成简单比例关系 的溶液的流出时间. 每次吸取和加入的液体的体积要很准确。 为了避免温度变化 可能引起的体积变化,溶液和溶剂应在同一温度下移取。
2. 在每次加入溶剂稀释溶液时,必须将粘度计内的液体混合均匀,还要将溶 液吸到 E 线上方的小球内两次,润洗毛细管,否则溶液流出时间的重复性差。 3. 在使用有机物质作为聚合物的溶剂时,盛放过高分子溶液的玻璃仪器,应 先用这种溶剂浸泡和润洗, 待洗去聚合物利吹干溶剂等有机物质后, 才可用铬酸 洗液去浸泡,否则有机物质会把铬酸洗液中的重铬酸钾还原,洗液将失效。
4. 粘度计必须洁净,如毛细管壁上挂有水珠,需用吹风机吹干。
5. 测定时粘度计要垂直放置,否则影响结果曲准确性。
6. 本实验中溶液的稀释是直接在粘度计中进行的, 因此所用溶剂必须在与溶 液所在同一恒温槽中恒温,然后用移液管准确量取并且充分混匀方可测定。
七、实验讨论
1. 本实验使用的聚乙烯醇分子量应在 7万以上,实验得出只有 4万多。分析 其原因,可能有以下几点:
① 称量的 1g 聚乙烯醇并没有溶解完全。如果聚乙烯醇溶解完全,那么溶液 将是完全澄清的, 但是实验时配成的溶液虽然澄清, 但是液层上面仍然有一些泡 沫,液面上还有一层有机物薄膜,这些都是未溶解掉的 PV A 。为了保证实验准 确性,可将澄清的溶液注入容量瓶配成 100mL 溶液,然后将烧杯烘干称重,再 减去净烧杯的质量,即可得出未溶解的 PV A 的质量。这样计算的话更精确。查 阅资料知 1gPV A 完全溶解完全需要较高的温度或是极长的时间,但是实验时我 们仅仅溶解了 10min ,这就意味着还有大量的 PV A 未溶解。此因素是影响实验 结果的最重要原因。
② 实验时只是将 D 球和 F 球浸入到恒温槽水中, 并未将毛细管也全部浸入水 中,这样在测量时温度可能会有偏差。但是液体流经 a , b 的时间很短,温度变 化很小。相比之下,让溶液在恒温槽中全部恒温更重要一些。 ③ 另外,乌氏粘度计中在 a 、 b 线间如果有气泡,对实验数据也有很大的影响。 在粘度较大的 2,3组实验时,气泡都比较多。赶气泡效果最好的方法是把所有的 液体都先用吸耳球赶下去再吸上来。吸的过程中乌氏粘度计的 c 管是要堵住的。 实验中使用这一方法多次,但是还是有很小的气泡未能除去。
④ 本实验所用公式
00t t r =
=
ηηη 是进行了一定的近似和假设的,它是由
t t βαρη-= 简化得到,其简化依据是因为 1<β,那么当 t="" 较大(s="" t="" 100="">)时, 等式右边第二项可以忽略。而我们所做的实验中流出时间都在 100s 以下,因此 在实验条件下,用的这个简化公式本身就不是很精确。
⑤ 在计算加水后溶液浓度时,近似认为不同浓度试剂的密度近似相等,因此 除了第一个配制的标准液的浓度是准确的, 后来加水稀释后的浓度计算都是近似 值, 是直接将各稀释后的溶液密度与第一组密度近似后计算出的浓度。 这也会带 来一定的误差。
⑥ 人的反应时间有 0.1s 左右。但是人的反应时间有快慢,就算是同一个人, 反应时间都会因环境改变或者情绪受到很大影响。 这些可能有的零点几秒的误差 相对于测出的流出时间来讲并不能忽略。所以本实验将各组实验允许误差设在 ±0.3s.
⑦ 测定过程中毛细管垂直发生改变以及微粒杂质局部堵塞毛细管都会影响 流出时间。 粘度计需要垂直放置是因为乌氏粘度计的参数设定是以重力加速度 g 来确定的,如果粘度计放斜了,使用 η/ρ=(πhgr4t) /(8VL)-(mV)/(8πLt)公式计算 流经时间就会产生偏差。 若微粒杂质堵塞毛细管会导致液体下落速度减慢,从
而使得测得的流经时间偏大。
2. 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 地解释其原因,因此要做近似处理。
式 ηsp /c=[η]+κ[η]2c 物理意义明确,其中 κ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 ηsp /c与 c 的关系为基准来求得高聚物溶液的特性粘度 [η]。
3. 浓度的影响:
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。起始浓度在 0.3~0.5g/l00ml 左右较为适宜, 实验误差在允许误差范围之内。
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。
4. 沉化时间的影响:
高聚物溶液即使不受外界因素的影响, 其粘度也随时间的延长而改变。 陈化 时间短, 粘度较小, 误差较大, 这可能是由于高聚物还来不及形成网状结构所致。 陈化时间长,粘度也较小,误差也较大,造成 [η]下降的原因是聚乙烯醇在溶 液中结构发生松解所造成的。 实验表明陈化时间约在 3~4天, 结果较为满意, 尽 管溶液粘度有所改变 但是粘度与浓度的线性关系还比较理想。 考虑到高聚物溶 解速度很慢和陈化的影响,实验前应将溶液配好。这也是本实验的误差之一。
5. 在溶液粘度的测定中,依据 Poiseuille 公式
lt V m lV t hgr ππρ
η884-= (式中:η为液体的粘度, V 为流经毛细管液体的体积 , r 为毛细管半径 ,ρ为 液体密度 , l 为毛细管长度 , t 为流出时间 , h 是作用于毛细管中液体上的平均液 柱高度, g 为重力加速度)来测定稀溶液的相对粘度 , 这其中经过了许多简化、 近似和修约。 如当毛细管两端维持一个压力差趋使液体在管中流动, 假定只有层 流而没有湍流发生, 且外加作用力全部都消耗于克服液体的粘性阻力, 也即液体 在毛细管中的流动满足 Poiseuille 公式。但实际液体在流动时也得到了动能,这 部分的动能消耗应加以考虑,因此 Poiseuille 公式需要予以修正。
查阅文献知动能修正在 t 0较小时对特性粘度的影响是非常明显的.如对于 V/l= 5mL/10cm的粘度计,溶剂为水时,当 t 0 = 20 s 时,动能修正百分数可以达 25%, 而 t 0 = 100 s 时仍有 4.5%。 在实验中, 我们使用的乌氏粘度计 (r =0.5mm) 测得溶剂水的 t 0 在 20 ~ 30 s 之间,依据文献中的的动能修正项与 t 0 的关系图 可推断动能修正百分数在 10%左右,很明显这一动能消耗是不能忽略的,这即 是我们在实验测定中数据误差较大的一个原因。
6. 高聚物溶液粘度的测定对测试温度特别敏感。实验结果表明,特性粘度值 随温度升高而下降.一般而言,温度上升 0.01℃ 粘度不受影响;温度上升 0.02℃ , 特性粘度下降 0.004;温度上升 0.05℃ ,特性粘度下降 0.011;如温度上升 0.08℃ , 特性粘度则下降 0.021, 该值对高聚物相对分子质量的计算已产生明显的偏差. 由 此可见温度参数直接影响粘度的大小, 故必需严格控制温度精度范围, 测定结果 才有可靠保证。
范文四:通过凝固点测定相对分子量
姓名: 肖池池 序号: 31 周次: 第十四周 指导老师: 张老师
凝固点降低法测相对分子量 一、 实验目的
1(测定水的凝固点降低值,计算萘的分子量。
2(掌握溶液凝固点的测定技术。
3(掌握FPD-2A/3A型凝固点温差测定仪的使用方法。 二、实验原理
当稀溶液凝固析出纯固体溶剂时,则溶液的凝固点低于纯溶剂的凝固点,其降低值与溶液的质量摩尔浓度成正比。即
ΔT= - T= Km (1)ff f
式中,T*为纯溶剂的凝固点,T为溶液的凝固点,m为溶液中溶质B的质量摩尔浓度,KffBf
为溶剂的质量摩尔凝固点降低常数,它的数值仅与溶剂的性质有关。
若称取一定量的溶质W(g)和溶剂W(g),配成稀溶液,则此溶液的质量摩尔浓度为BA
式中,M为溶质的分子量。将该式代入(1)式,整理得: B
若已知某溶剂的凝固点降低常数K值,通过实验测定此溶液的凝固点降低值T,即可计算f
溶质的分子量M。 B
通常测凝固点的方法是将溶液逐渐冷却,但冷却到凝固点,并不析出晶体,往往成为过冷溶液。然后由于搅拌或加入晶种促使溶剂结晶,由结晶放出的凝固热,使体系温度回升,当放热与散热达到平衡时,温度不再改变。此固液两相共存的平衡温度即为溶液的凝固点。但过冷太厉害或寒剂温度过低,则凝固热抵偿不了散热,此时温度不能回升到凝固点,在温度低于凝固点时完全凝固,就得不到正确的凝固点。从相律看,溶剂与溶液的冷却曲线形状不同。对纯溶剂两相共存时,自由度f*=1-2+1=0,冷却曲线出现水平线段,其形状如图1所示。对溶液两相共存时,自由度f*=2-2+1=1,温度仍可下降,但由于溶剂凝固时放出凝固热,使温度回升,但回升到最高点又开始下降,所以冷却曲线不出现水平线段,如图5-2所示。由于溶剂析出后,剩余溶液浓度变大,显然回升的最高温度不是原浓度溶液的凝固点,严格的做法应作冷却曲线,并按图2中所示方法加以校正。但由于冷却曲线不易测出,而真正的平衡浓度又难于直接测定,实验总是用稀溶液,并控制条件使其晶体析出量很少,所以以起
始浓度代替平衡浓度,对测定结果不会产生显著影响。
图 1 冷却曲线 图 2 冷却曲线 本实验测纯溶剂和溶液凝固点之差,由于差值较小,所以测温需用较精密仪器,本实验使用FPD-2A/3A型凝固点温差测定仪。
三、 实验仪器与药品
FPD-2A/3A型凝固点测定仪1套,烧杯2个,压片机1个,移液管(25mL)1只。
环己烷,萘和冰。
四、实验步骤
1(连接好仪器设备,接通电源。
2(从加水口加入冰水混合物,拉动搅拌杆,测量调节水浴温度使其低于环己烷凝固点温度2~3?(约在2.5?左右)。并不断加入碎冰同时搅拌使冰浴温度基本保持不变。
3(测量管放入空气套管中(空气套管放入冰浴里),将温差测量仪经导向孔插入测量管中待读数趋于稳定后,按下置零按键对温差测量仪置零。 4(移取25ml环己烷,注入测量管中,记下环己烷的温度值连同搅拌头和温度探头一起取出测量管直接放在冰浴中,将调速开关放在慢的位置,打开电源开关,搅拌头转动,且箱内灯亮。使环己烷逐步冷却。(如观察窗壁上有冰雾可打开观察窗玻璃进行擦除)。当刚有固体析出时,迅速取出测量管,擦干管外冰水后插入空气管中(空气管可根据环境温度决定是否放在冰浴里),观察温度温差测量仪数字显示值,趋于稳定,读数及为环己烷的凝固点参考温度。
5(取出测量管,待管中固体完全溶化(可用手焐热),再将测量管插入冰浴中,温度降至略高于凝固点参考值0.5?时,迅速取出测量管,擦干后放入空气套管中,使环己烷的温度均匀下降,当温度低于凝固点参考值时,将调速开关拨到快挡,(防止过冷使固体析出)到有温差微小上升或下降减缓,调速开关拨到慢挡,注意观察读数直到稳定,即为环己烷的凝固点。
6(以上步骤重复三次,要求平均误差小于?0.003?。 7(溶液凝固点的测量。取出测量管,使环己烷熔化按步骤6的方法,加入0.2g~0.3g的萘,待其溶解后,重复4、5、6的步骤,测出溶液的凝固点。(理论值萘溶液的凝固点下降至0.5?)
7(实验完毕,将电源开关置于断的位置,排净冰水混合物,倒出溶液样品,清洗试管。
五、 数据记录与处理
表一 环己烷的冷却数据
时间(s) 温度(?) 时间(s) 温度(?) 时间(s) 温度(?) 10 7.12 150 6.68 290 6.70 20 6.93 160 6.68 300 6.70 30 6.83 170 6.69 310 6.70 40 6.78 180 6.70 320 6.70 50 6.74 190 6.70 330 6.70 60 6.72 200 6.70 340 6.70 70 6.72 210 6.70 350 6.70 80 6.70 220 6.70 360 6.70 90 6.70 230 6.70 370 6.70 100 6.70 240 6.70 380 6.70 110 6.68 250 6.70 390 6.70 120 6.67 260 6.70 400 6.70 130 6.67 270 6.70 410 6.70 140 6.67 280 6.70 420 6.70
7.1
溶剂的凝固曲线
7.0
6.9
温度T/?
6.8
6.7
6.601234567
时间t/min
图一 环己烷的冷却曲线
表二溶液的冷却数据
时间(s) 温度(?) 时间(s) 温度(?) 时间(s) 温度(?) 10 6.03 150 4.89 290 5.03 20 5.98 160 4.91 300 5.02 30 5.88 170 4.92 310 5.01 40 5.84 180 4.94 320 5.01 50 5.77 190 4.96 330 5.01 60 5.68 200 4.98 340 5.00
70 5.59 210 4.99 350 4.99
80 5.51 220 5.00 360 4.98
90 5.43 230 5.01 370 4.97
100 5.27 240 5.02 380 4.97
110 5.15 250 5.02 390 4.96
120 5.07 260 5.02 400 4.95
130 4.95 270 5.02 410 4.94
140 4.90 280 5.02 420 4.93
6.0
溶液的凝固曲线
5.7
5.4
温度T/?5.1
4.8
4.501234567
时间t/min
图二 溶液的冷却曲线
3环己烷密度ρ=778.5kg/m
环己烷质量m=ρ×V=0.7785×25=19.46g
实验测得:
纯溶剂环己烷的凝固点
溶液的凝固点
理论计算得:
3ΔT= - T= Km =20.110=1.662K ff f
得T=6.7 -1.66 =5.04 f
计算萘的相对分质量
实际
六、 实验注意事项
1(插拔连接搅拌器的插头,一定要切断电源开关。 2(温度在低于溶液凝固点3?为宜。
3(高温高湿季节不宜做此实验。
4(溶液溶质的纯度直接影响实验结果。
5(实验时要保持搅拌头不与试管壁摩擦。 七、思考题
1(为什么要先测近似凝固点,
答:因为只有先测定了近似凝固点,才能确定什么时候开始搅拌。 2(根据什么原则考虑加入溶质的量,太多或太少影响如何,
范文五:10高聚物相对分子量的测定
实验十 粘度法测定高聚物分子量
一、实验目的
1. 了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和公式。 2. 测定聚乙二醇的粘均分子量。
3. 掌握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度计测定粘度的方法。 4. 用Origin 或Excel 处理实验数据 。
二、实验原理
分子量是表征化合物特性的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一,参差不齐,一般在103~107之间,所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多,对线型高聚物,各方法适用的范围如下: 端基分析 <3×104 沸点升高,凝固点降低,等温蒸馏="">3×104><3×104 渗透压="" 104~106="" 光散射="" 104~107="" 起离心沉降及扩散="" 104~107="" 粘度法="">3×104>
其中粘度法设备简单,操作方便,有相当好的实验精度,但粘度法不是测分子量的绝对方法,因为此法中所用的特性粘度与分子量的经验方程是要用其它方法来确定的,高聚物不同,溶剂不同,分子量范围不同,就要用不同的经验方程式。
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。在测高聚物溶液粘度求分子量时,常用到下面一些名词(见下表) 。
如果高聚物分子的分子量愈大,则它与溶剂间的接触表面也愈大,摩擦就大,表现出的特性粘度也大。特性粘度和分子量之间的经验关系式为:
[η]=α (10-1)
式中,M 为粘均分子量;K 为比例常数;α是与分子形状有关的经验参数。K 和α值与温度、聚合物、溶剂性质及分子量大小有关。K 值受温度的影响较明显,而α值主要取
23
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]。
ln ηr
(注意:因为ηr 和ηsp 是无因此量,和的单位是由浓度c 的单位而定,通常
c c
采用g ?mL -1。)
根据实验,在足够稀的溶液中有:
sp
ηsp
c
=[η]+K '[η]2c (10-2)
ln ηr
=[η]+β[η]2c (10-3) c
这样以
ηsp
c
及
ln ηr
对c 作图得两条c
直线,外推到c →0,这两条直线在纵坐标轴上相交于同一点(如图10.1所示),可求出[η]数值。为了绘图方便,引进相对浓度c ',即c '=
c
。其c 1
图10.1外推法求[η]
24
中,c 表示溶液的真实浓度,c 1表示溶液
的起始浓度,由图10.1可知,
[η]=
A c 1
其中A 为截距。
粘度测定中异常现象的近似处理。在特性粘度测量过程中,有时并非操作不慎,而出现
ηsp
c
对c 图与
ln ηr
对c 图外推到c →0时,在纵座标轴上并不交于一点的异常现象。c
在(10-2)式中K '和
ηsp
c
值与高聚物结构和形态有关,而(10-4)式物理意义不太明确。因
此出现异常现象时,以
ηsp
c
~c曲线求[η]值。
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(Poiseuille)公式计算粘度。
ηπhgr 4t V
=-m (10-4) ρ8LV 8πLt
式中,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)。>1时,可以取m=1)。>
ηB
=At - (10-5) ρt
式中,B<1,当流出的时间t 在2min="" 左右(大于100s)="" ,该项(亦称动能校正项)="">1,当流出的时间t><1×10-2g·cm -3)="" ,所以溶液的密度和溶剂的密度近似相等,因此可将ηr="">1×10-2g·cm>
ηr =
ηt
= (10-6) η0t 0
式中,t 为溶液的流出时间,t 0为纯溶剂的流出时间。 所以通过溶剂和溶液在毛细管中的流出时间,从(10-6)式求得ηr ,再由图10.1求得[η]。
25
四、仪器药品
恒温槽1套; 乌贝路德粘度计1只; 移液管(10mL)2只,(5mL)1只; 停表1只; 洗耳球1只; 螺旋夹一只; 橡皮管(约5cm 长)2根。 聚乙二醇;蒸馏水。
五. 实验步骤
本实验用的乌贝路德粘度计,又叫气承悬柱式粘度计。它的最大优点是可以在粘度计里逐渐稀释从而节省许多操作手续,其构造如图10-2所示。
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,每次都要注意反复冲洗毛细管部分,洗好后烘干备用。
2. 调节恒温槽温度至(30.0±0.1) ℃,在粘度计的B 管和C 管上都套上橡皮管,然后将其垂直放入恒温槽,使水面完全浸没1球。
3. 溶液流出时间的测定
用移液管分别吸取已知浓度的聚乙二醇溶液10mL 和蒸馏水5mL ,由A 管注入粘度计中,在C 管处用洗耳球打气,使溶液混合均匀,浓度记为c 1,恒温10min ,进行测定。测定方法如下:将C
管用夹子夹紧使之不通气,在B 管用洗耳球将溶液从4球经3球、毛细管、2球抽至1球2/3处,解去夹子,让C 管通大气,此时3球内的溶液即回入4球,使毛细管以下的液体悬空。毛细管以上的液体下落,当液面流经a 刻度时,立即按停表开始记时间,当液面降至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。重复这一操作至少三次,它们间相差不大于0.3s ,取三次的平均值为t 1。
然后依次由A 管用移液管加入5mL 、5mL 、10mL 、15mL 蒸馏水,将溶液稀释,使溶液浓度分别为c 2、c 3、c 4、c 5,用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t 2、t 3、t 4、t 5。应注意每次加入蒸馏水后,要充分混合均匀,并抽洗粘度计的1球和2球,使粘度
26
图10-2乌贝路德粘度计
A B
C
1a 2b
毛细管
4
3
计内溶液各处的浓度相等。
4. 溶剂流出时间的测定
用蒸馏水洗净粘度计,尤其要反复流洗粘度计的毛细管部分。然后由A 管加入约15mL 蒸馏水。用同法测定溶剂流出的时间t 0。
实验完毕后,粘度计一定要用蒸馏水洗干净。
六、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。
2. 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。
3. 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。
4. 粘度计要垂直放置,实验过程中不要振动粘度计,否则将影响实验结果的准确性。 5.高聚物在溶剂中溶解比较缓慢,在配制溶液时一定要使其完全溶解,否则将影响溶液的起始浓度,而导致结果偏低。
6. 用洗耳球抽溶液时一定不要将溶液吸到洗耳球。
七、数据处理
1. 将所测的实验数据及计算结果填入下表中。
原始溶液浓度c 0 mL -1) ;恒温温度
2. 用Origin7.x 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(10-1)计算聚乙二醇的粘均分子量K ,α值。 聚乙二醇的K ,α值
27
八、思考题
1. 乌贝路德粘度计中支管C 有何作用?除去支管C 是否可测定粘度? 2. 粘度计的毛管太粗或太细有什么缺点?
3. 为什么用[η]来求算高聚物的分子量? 它和纯溶剂粘度有无区别?
28
转载请注明出处范文大全网 » 黏度法测相对分子量粘均分子量
β,那么当>β,当>