Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Цель работы: определить температурную депрессию растворов полимера при различных его концентрациях и рассчитать молекулярную массу полимера.
Образцы и реактивы: полимер, растворитель, охлаждающая смесь. Приборы и принадлежности: криоскоп (см. рис. 11.1), водяная баня, пипетка на 25 см3, шпатель, часовое стекло.
Методика работы. Во взвешенную криоскогшчсскую ячейку наливают 25 см3 тщательно очищенного растворителя и повторным взвешиванием на аналитических весах определяют его навеску (ро). Криоскопическую ячейку помещают в криостат, при непрерывном перемешивании растворителя в ячейке понижают температуру охлаждающей смеси в термостатирующем стакане на 1—2 °С ниже температуры замерзания растворителя. С помощью термометра Бекмана фиксируют изменение температуры растворителя в ячейке.
В результате переохлаждения растворителя температура вначале понижается ниже температуры кристаллизации, а затем в результате выделения теплоты кристаллизации температура повышается и далее становится постоянной. Эта температура соответствует температуре кристаллизации растворителя.
Ячейку извлекают из криостата и помещают в баню с теплой водой (температура в бане должна на 2—5 °С превышать температуру плавления растворителя). После плавления раство-
N° л / п
Навеска полимера, г
Концентрация раствора полимера, %
Температура кристаллизации раствора, °С
Температурная депрессия
1
Р\
C1 = (P1-IOO)Zp0
T1
AT1 = T0-T1
2
р1+Ар' = р2
C2= (р2-10O)ZPo
T2
AT2=T0-T2
3
Р2 + Ар"=рЪ
Сз = (рз-10O)ZPo
T3
AT5 = T0-T3
4
рз 4 Ap'" = рз
C4 = (рА Л00) Zp0
Т<
рителя повторяют измерения температуры его кристаллизации. На основании результатов двух измерений определяют среднее значение температуры кристаллизации растворителя (T0).
На аналитических весах взвешивают навеску переосажденного и высушенного до постоянной массы полимера pi = 0,05 г и помещают его в криоскопическую ячейку с растворителем. После растворения полимера определяют температуру кристаллизации полученного раствора 7V Затем ячейку нагревают в бане с теплой водой выше температуры плавления растворителя. Аналогичные измерения температуры кристаллизации проводят для трех разных концентраций раствора полимера в данном растворителе, при этом каждый раз в ячейку вводят новую навеску полимера (Ap' = А//' = А/?'" = 0,05 г).
Результаты измерений вносят в табл. 11.4.
Обработка результатов. На основании полученных данных для каждой концентрации раствора полимера рассчитывают отношение IATIc и строят графическую зависимость IATIc от с. Экстраполяцией полученной прямой к бесконечному разбавлению находят (AT I с) с^ По найденным значениям (AT Ic) с^ и криоскопической постоянной растворителя (см. табл. 11.1) рассчитывают среднечисловую молекулярную массу полимера по формуле
Mu = KkI (ATIС) с ^0.
Работа 11.2. Определение молекулярной массы полимера осмометрическим методом
Цель работы: определить осмотическое давление растворов полимера при различных его концентрациях и рассчитать молекулярную массу полимера.
Образцы и реактивы: полимер — полистирол, растворитель —- толуол, ртуть.
Приборы и принадлежности: осмометр Цимма — Мейерсона (см. рис. 11.3), сосуд для осмометра (рис. 11.6), полупроницаемые мембраны, термостат, катетометр на оптической скамье, мерные колбы емкостью 100 см3 с притертой пробкой (4 шт.), стакан емкостью 50 см3, шприц на 10 см3 с длинной иглой, шпатель, часовое стекло.
J
5
Рис, 11,6. Сосуд для осмометра:
/ — цилиндрический стакан; 2 — колпачок; З — крышка; 4, трубки
2
Методика работы. Для приготовления растворов полимеров четырех концентраций в четыре мерные колбы емкостью 100 см3 последовательно помещают навески 0,05, 0,075, 0,100 и 0,125 г переосажденного и высушенного до по-
стоянной массы полимера и приливают по 50 см3 тщательно очищенного растворителя. После полного растворения полимера раствор с помощью шприца вводят в ячейку / (см. рис. 11.3) через капилляр 6. Затем в капилляре вводят нихромовый стержень 4 и в расширение капилляра наливают ртуть. Заполненный осмометр переносят в сосуд (см. рис. 11.6) и налива-
ют в него растворитель так, чтобы уровень растворителя был на 1 см выше нижнего конца капилляра срав-нения 3 (см. рис. 11.3). Сосуд закрывают крышкой, помещают в термостат и термостатируют при 30±0,01 °С в течение 30 мин. Затем посредством стержня 4 устанавливают уровень раствора в капилляре 2 на высоте уровня растворителя в капилляре 3 или, еще лучше, на 0,5 см ниже ожидаемого равновесного значения. Этот момент принимают за начало измерений. С помощью катетометра фиксируют разность уровней в капиллярах осмометра Д/г через каждый час до тех пор, пока не установится постоянство значений А/і. Достигнутое равновесное значение ДА в течение 3—4 ч не должно изменяться.
Для проверки надежности выполненных измерений с помощью стержня 4 устанавливают уровень в измерительном капилляре 2 на 0,5 см выше равновесного значения и фиксируют его изменение в обратном направлении. Разность конечного положения уровня и ранее установленного уровня не должна превышать 0,05 см.