粘度法測定水溶性高聚物的相對分子質(zhì)量

1、粘度法測定水溶性高聚物的相對分子質(zhì)量實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定葡聚糖的相對分子量；掌握烏氏粘度計(jì)測定粘度的方法。實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)原理 在高聚物的研究中，相對分子質(zhì)量是一個(gè)不可缺少的重要數(shù)據(jù)。因?yàn)樗粌H反映了高聚物分子的大小，并且直接關(guān)系到高聚物的物理性能。但與一般的無機(jī)物或低分子的有機(jī)物不同，高聚物多是相對分子質(zhì)量不等的混合物，因此通常測得的相對分子質(zhì)量是一個(gè)平均值。高聚物相對分子質(zhì)量的測定方法很多，比較起來，粘度法設(shè)備簡單，操作方便，并有

2、很好的實(shí)驗(yàn)精度，是常用的方法之一。高聚物在稀溶液中的粘度是它在流動過程所存在的內(nèi)摩擦的反映，這種流動過程中的內(nèi)摩擦主要有：溶劑分子之間的內(nèi)摩擦；高聚物分子與溶劑分子間的內(nèi)摩擦；以及高聚物分子間的內(nèi)摩擦。其中溶劑分子之間內(nèi)摩擦又稱為純?nèi)軇┑恼扯?，以? 表示。三種內(nèi)摩擦的總和稱為高聚物溶液的粘度，以η表示。實(shí)踐證明，在同一溫度下，高聚物溶液的粘度一般要比純?nèi)軇┑恼扯却笮?，即有?gt;η0。為了比較這兩種粘度，引入增比粘度的概念，以ηsp

3、 表示，。式中：ηr 稱之為相對粘度，它是溶液粘度與溶劑 1 10 00 ? ? ? ? ? ? r sp ? ???? ? ?粘度的比值，反映的仍是整個(gè)溶液粘度的行為，ηsp 則反映出扣除了溶劑分子間的內(nèi)摩擦以后僅僅是純?nèi)軇┡c高聚物分子間以及高聚物分子之間的內(nèi)摩擦。顯而易見，高聚物溶液的濃度變化，將會直接影響到ηsp 的大小，濃度越大，粘度也越大。為此，常常取單位濃度下呈現(xiàn)的粘度來進(jìn)行比較，從而引入比濃粘度的概念，以ηsp/c 表示。

4、又 ln(ηsp)/c 定義為比濃對數(shù)粘度。因?yàn)棣莄 和ηsp是無因次量，ηsp/c 和 ln(ηsp)/c 的單位是由濃度 c 的單位而定，通常采用g/mL。為了進(jìn)一步消除高聚物分子間內(nèi)摩擦的作用，必須將溶液無限稀釋，當(dāng)濃度 c 趨近零時(shí)，比濃粘度趨近于一個(gè)極限值，即： ，[η]主要反 ? ? ? ? ?? cspc lim0映了高聚物分子與溶劑分子之間的內(nèi)摩擦作用，稱之為高聚物溶液的特性粘度。其數(shù)值可通過實(shí)驗(yàn)求得。因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)驗(yàn)，在足

5、夠稀的溶液中有：。這樣以ηsp/c 及 ln(ηsp)/c 對 c 作圖得 ? ? ? ? ? ? ? ? c c c k csp sp 2 2 ln ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 以及內(nèi)） ，然后除去吸球使管 B 與大氣相通并打開側(cè)管 C 的夾子，讓溶液依靠重力自由流下。當(dāng)液面達(dá)到刻度線 a 時(shí)，立刻按秒表開始計(jì)時(shí)，當(dāng)液面下降到刻度線 b 時(shí)，再按秒表，記錄溶劑流經(jīng)毛細(xì)管的時(shí)間 t1。重復(fù)三次，每次相差不應(yīng)超過 0.2

6、秒，取其平均值。如果相差過大，則應(yīng)檢查毛細(xì)管有無堵塞現(xiàn)象；察看恒溫槽溫度是否符合。然后再依次加入 5mL 溶液蒸餾水，稀釋成濃度為2/3、1/2、2/5、1/3 的溶液，并分別測定流出時(shí)間 t2、t3、t4、t5（每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)三次，取平均值） 。3．溶劑流出時(shí)間 t0 的測定 將溶液倒出，洗凈粘度計(jì)，用用移液管取 l0mL蒸餾水由管 A 注入粘度計(jì)中。待恒溫后，用上述方法同樣測定溶劑的流出時(shí)間t0，每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)三次，取平均值。實(shí)驗(yàn)完畢，

7、粘度計(jì)應(yīng)洗凈，然后用潔凈的蒸餾水浸泡或倒置使其晾干。為除掉灰塵的影響，所使用的試劑瓶、粘度計(jì)應(yīng)扣在鐘罩內(nèi)，移液管也應(yīng)用塑料薄膜覆蓋(切勿用纖維材料)。五、數(shù)據(jù)記錄和處理1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表中： 時(shí)間[s] 溶液濃度c[g/mol] 1 2 3平均時(shí)間[s] ηr ηsp ηsp/c ln(ηsp)/c2.0947 125.60 125.64 125.49 125.57 1.34472 0.34472 0.16457 0.14141.3

8、965 113.50 113.49 113.55 113.51 1.21557 0.21557 0.15437 0.139791.0474 108.20 108.14 108.20 108.18 1.15849 0.15849 0.15132 0.140460.6982 103.17 102.89 102.99 103.02 1.10323 0.10323 0.14786 0.140710.5237 100.63 100.54 100.

9、48 100.55 1.07678 0.07678 0.14662 0.14126水 93.42 93.37 93.34 93.38 -- -- --2．以ηsp/c 及 ln(ηsp)/c 對 c 作圖：從截距求出[η] ＝0.13983。又 ，25℃葡聚糖的 K=9.22*10- ? ? ? ?? ?1/ K M ? ?4，α＝0.5 所以 M=24156.31注意事項(xiàng) 注意事項(xiàng)1、溶液濃度的選擇。隨著溶液濃度的增加，聚合物分子鏈