[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.ÿþ10922.OZNACZANIE ZREDNIEJ MASY CZSTECZKOWEJ POLIMERUWSTPLepkość roztworu polimeru jest z reguÅ‚y wiÄ™ksza od lepkoÅ›ci rozpuszczalnika.Dla polimeru lepkość graniczna [ ] okreÅ›la zmianÄ™ lepkoÅ›ci roztworuprzypadajÄ…cÄ… na jednostkÄ™ stężenia polimeru lub substancji wielkoczÄ…steczkowejprzy stężeniu dążącym do zera.îø - 0 1ùø(22.1)= lim Å"ïø úøc ’! 0 cûøïø úøðøgdzie- lepkość roztworu,0 - lepkość rozpuszczalnika zaÅ› c stężenie molowe substancji rozpuszczonej,c - stężenie molowe substancji rozpuszczonej.ZwiÄ…zek miÄ™dzy granicznÄ… liczbÄ… lepkoÅ›ciowÄ… polimeru i jego masÄ…czÄ…steczkowÄ… okreÅ›la wzór Marka-Kuhna-Houwinka:[ ] = K M (22.2)gdzie K oraz sÄ… staÅ‚ymi empirycznymi, zależnymi od temperatury icharakterystycznymi dla danego ukÅ‚adu rozpuszczalnik - polimer.ZnajÄ…c staÅ‚e K i dla danego polimeru można, metodÄ… pomiaru lepkoÅ›ci, poprzezekstrapolacjÄ™ wartoÅ›ci zre do c = 0 i wyznaczenie [ ], okreÅ›lić masÄ™czÄ…steczkowÄ… polimeru.Ta metoda daje dobre wyniki jeżeli pomiary lepkoÅ›ciwykonujemy dla rozcieÅ„czonych roztworów polimerów w dokÅ‚adnietermostatowanych ukÅ‚adach.Pomiar lepkoÅ›ci metodÄ… OstwaldaJest to metoda przepÅ‚ywu, która opiera siÄ™ na pomiarze czasu przepÅ‚ywuokreÅ›lonej objÄ™toÅ›ci przez wzorcowÄ… rurkÄ™ kapilarnÄ… pod dziaÅ‚aniem okreÅ›lonejróżnicy ciÅ›nieÅ„.PrzepÅ‚yw cieczy przez rurki kapilarne odbywa siÄ™ zgodnie zprawem Poiseuillea, można wyrazić równaniem:r4p tv = (22.3)8 l 110gdziev - objÄ™tość cieczy wypÅ‚ywajÄ…cej w ciÄ…gu czasu t,l - dÅ‚ugość kapilary,r - promieÅ„ kapilary,p różnica ciÅ›nieÅ„.Gdy ciecz wypÅ‚ywa tylko pod dziaÅ‚aniem wÅ‚asnego ciężaru, mamy zależność:h1 - h2p = d Å" g (22.4)2gdzie(h1 - h2) - różnica poziomów,d - gÄ™stość cieczy,g - przyspieszenie ziemskie.MierzÄ…c kolejno czas przepÅ‚ywu równych objÄ™toÅ›ci dwóch różnych cieczy przez tÄ™samÄ… rurkÄ™ kapilarnÄ… pod dziaÅ‚aniem ciężaru, otrzymujemy z prawa Poisseuillea,po uwzglÄ™dnieniu poprzedniego wzoru, zależność:h1 d1 Å" t1= (22.5)h2 d2 Å" t2ZnajÄ…c lepkość jednej cieczy możemy obliczyć lepkość drugiej cieczy.Gdy pewnÄ…ciecz przyjmie siÄ™ za wzorzec, to stosunek lepkoÅ›ci bezwzglÄ™dnej cieczy badanejdo tejże lepkoÅ›ci cieczy wzorcowej jest lepkoÅ›ciÄ… wzglÄ™dnÄ…:x dx Å" tx2 = = (22.6)0 d0 Å" t0gdzied0, , t0 - dotyczÄ… cieczy wzorcowej.0Zwykle cieczÄ… wzorcowÄ… jest woda i wówczas wystarczy zmierzonÄ… lepkośćwzglÄ™dnÄ… pomnożyć przez bezwzglÄ™dnÄ… lepkość wody, aby otrzymać bezwzglÄ™dnÄ…lepkość badanej cieczy.Do pomiaru lepkoÅ›ci tÄ… metodÄ… używa siÄ™ wiskozymetruOstwalda (Rys.22.1).Do zbiornika A wciÄ…ga siÄ™ badanÄ… ciecz (do pomiarówzawsze tÄ… samÄ… dokÅ‚adnie objÄ™tość cieczy).Za pomocÄ… stopera mierzy siÄ™ czaswypÅ‚ywu objÄ™toÅ›ci cieczy zawartej miÄ™dzy poziomami a i b.Wiskozymetr należyumieÅ›cić w termostacie. 111Rys.22.1 Wiskozymetr OstwaldaCEL WICZENIACelem ćwiczenia jest wyznaczenie Å›redniej masy czÄ…steczkowejpolietylenoglikolu.APARATURALepkoÅ›ciomierz OstwaldaTermostatStoperSZKAONaczyÅ„ka wagowe - 2 szt.Kolbki miarowe 50 m -5 szt. 112ODCZYNNIKIPolimer - polietylenoglikol (PEG)Rozpuszczalnik - woda destylowanaWYKONANIE WICZENIA1.Zważyć na wadze analitycznej próbki polimeru o masach:0,01, 0,05, 0,10, 0,15 i 0,25g.2.Przenieść próbki do kolbki miarowej i dopeÅ‚nić rozpuszczalnikiem do kreski.3.UmieÅ›cić lepkoÅ›ciomierz w termostacie, napeÅ‚niać kolejno roztworamipolimeru i po uzyskaniu temp 25°C zmierzyć czas przepÅ‚ywu roztworu.4.Powtórzyć pomiar trzykrotnie.5.W taki sam sposób zmierzyć czas przepÅ‚ywu czystego rozpuszczalnika.OPRACOWANIE WYNIKÓW1.Obliczyć zre jako:tr - t0zre = (22.7)t0gdzietr - czas przepÅ‚ywu roztworu,t0 - czas przepÅ‚ywu rozpuszczalnika.2.SporzÄ…dzić wykres zależnoÅ›ci zre = f (c), stężenie wyrazić w g/100 cm3.3.Z wykresu odczytać wartość [ ].4.Odczytać z tabeli nr 1 wartość K i ± dla badanego polimeru irozpuszczalnika.5.Obliczyć Å›redniÄ… masÄ™ czÄ…steczkowÄ… polimeru ze wzoru (1).Tabela 22.1.StaÅ‚e równania Marka-Kuhna-HouwinkaPolimer Rozpusz-czalnik Temperatura 0C K aPolistyren benzen 25 0,42 · 10-4 0,774Polialkohol winylowy woda 25 3 · 10-1 0,5Polioctan winylu aceton 20 2,09 · 10-4 0,68Poliwinylopirolidon woda 25 5,65 · 10-2 0,55Polietylenoglikol woda 20 4,65 · 10-4 0,67
[ Pobierz całość w formacie PDF ]