Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
Приборы и принадлежности: двухлучевой спектрофотометр, кюветы разборные (2 шт.), держатели, прокладки, пипетки.
7
8 9 10 11 12 13 *,мкм
Рис. 12.7. ИК-спектр сополимера (20:80) этилена с пропиленом (слой между пластинами NaCl)
Порядок работы: 1) получение ИК-спектров растворов атак-тического полипропилена и сополимера этилена с пропиленом; 2) определение содержания полипропилена в сополимере.
Методика работы. Снимают спектр 0,1%-го раствора атак-гического полипропилена в CCl4 в области 1200—1500 см-1 (8,35—6,65 мкм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 0,4 см и призмой из NaCl. Порядок снятия спектра аналогичен описанному в работе 12.1. Оптическую плотность раствора измеряют в максимуме полосы поглощения 1380 см"1 по методу базовой линии (см. рис. 12.6). Коэффициент поглощения полипропилена К рассчитывают по формуле
где с — концентрация полипропилена в растворе, г/л; d — толщина поглощающего слоя, см.
Аналогичным способом снимают спектр 0,5%-го раствора сополимера этилена с пропиленом в CCl4. Затем измеряют оптическую плотность раствора при 1380 см-1 в кювете с толщиной поглощающего слоя 0,2 см и рассчитывают содержание полипропилена Cn [% (масс.)] по формуле
Задание. Проанализировать ИК-спектр исследуемого образца сополимера этилена с пропиленом и на основании рассчитанного состава сделать вывод о строении его макромолекул.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чем сущность ИК-спектроскопического метода анализа полимеров?
2. Каковы особенности поглощения света веществом и какие виды колебаний вы знаете?
K=Dmo/(cd),
Cn= (D1380-IQO)I(Kcd).
3. Каким законом описывается поглощение света веществом и что такое спектр поглощения?
4. Какова сущность качественного и количественного ИК-спек-гроскопического анализа вещества?
5. Дайте определение характеристическим полосам поглощения и приведите примеры их для наиболее распространенных химических групп.
6. Поясните принцип работы и принципиальную схему двух-лучевого спектрофотометра.
7. Что такое волновое число и частота колебания?
8. Каковы способы приготовления образцов твердых веществ для ПК-спектроскопии?
9. Каковы причины, ухудшающие качество ИК-спектра?
10. Какую информацию можно получить при исследовании полимеров методом ПК-спектроскопии?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Тарутина JL И., Позднякова Ф. О, Спектральный анализ полимеров. Jl.: Химия, І986. 248 с.
Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров: Пер. с англ./ Под ред. В. В. Коршака. M.: Мир, 1983. Ч. 1. С. 229—262.
Эллиот Л. Инфракрасные спектры и структура полимеров: Пер. с. англ./ Под ред. Р. Г. Жбанкова. M.: Мир, 1972. 159 с.
Хаслам Д., Виллис Г. Л. Идентификация и анализ полимеров: Пер. с англ./ Под ред. А. Я. Лазариса. M.: Химия, 1971. 432 с.
Аналитическая химия полимеров/Под ред. Г. Клайна: Пер. с англ. M.: Мир, 1965. Т. 2. С. 244-283.
ГЛАВА 13
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ УФ-СПЕКТРОСКОПИИ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Ультрафиолетовая (УФ) спектроскопия охватывает коротковолновую область оптического диапазона и с одной стороны примыкает к видимой области спектра, а с другой — к рентгеновской. Длины волн УФ и видимой областей принято выражать в нанометрах (нм). Весь УФ-спектр делят на ближний с длиной волны 400—300 нм, дальний —300—200 нм и так называемый вакуумный с длиной волны 200—50 нм (при исследовании в области 200 нм применяют специальные вакуумные приборы, так как воздух сильно поглощает жесткое УФ-нзлу-чение).
В УФ-спектроскоиии используют и спектры излучения, и спектры поглощения. При исследовании полимеров пользуются в основном спектрами поглощения (абсорбционная УФ-спектроскопия).
При воздействии света УФ и видимого диапазонов длин волн происходит возбуждение электронных оболочек молекул вещества, что обусловлено переходом валентных а- и я-элек-тронов, а также неспаренных (не участвующих непосредственно в образовании связей) электронов из основного состояния в возбужденное с более высокой энергией. Это сопровождается появлением полос поглощения в спектре при длинах волн, соответствующих разности энергий возбужденного и невозбужденного уровней. Каждому электронному уровню молекулы соответствует набор колебательно-вращательных уровней. Так как энергия возбуждения электронных оболочек молекулы значительно больше энергии возбуждения ее колебаний, то переход электронов обычно сопровождается изменением колебательно-вращательного состояния молекулы. Поэтому молекулярно-электронные спектры жидкостей и твердых тел состоят из широких полос.
Для возбуждения валентных электронов, участвующих в образовании разных связей, требуется разная энергия. Наибольшая энергия требуется для возбуждения электронов, участвующих в образовании ординарных связей (о-связей), наименьшая— для электронов, участвующих в образовании ненасыщенных сопряженных связей. Поэтому большинство насыщенных соединений имеют поглощение в вакуумной УФ-области (до 200 нм). Возбужденные уровни расположены настолько густо, что поглощение насыщенных соединений сплошное.
