Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Объединение уравнений (V. 36) и (V. 37) дает уравнение для расчета мутности исследуемой жидкости в абсолютных единицах:
т_
т = тэт-(У.38)
тр (эт)
Мутность растворов обычно выражают в см-1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Часть 1. Определение молекулярной массы полимеров
Для проведения работы необходимы: Нефелометр НФМ. Пипетки емкостью 5 и 10 мл. Колбы Бунзена со стеклянными фильтрами. Водоструйный насос.
Раствор полимера, например полиметилметакрилата в ацетоне или поливинилового спирта в воде. Растворитель.
Предварительно растворитель и исходный раствор полимера тщательно очищают от возможных механических примесей, для чего их фильтруют через стеклянные фильтры (типа С? = 4, 6 = 5, или ПОР-16).
Камеру 13 нефелометра заполняют водой, обеспыленной методом ультрафильтрации, и помещают в нее эталонную призму. Устанавливают пригодные для исследуемых систем светофильтр и рассеиватель (по указанию преподавателя), включают источник света и определяют значение тР(эт).
149
Таблица V. 7. Экспериментальные и расчетные данные для определения молекулярной массы полимера и второго вириального коэффициента нефелометрическим методом
Концентрация раствора с, г/100 см3 Число делений по шкале барабана m "V ср Мутность раствора %общ- см~' х~хобш. х0' см-1 Яс/т
После этого в измерительную кювету наливают 20 мл растворителя, кювету закрывают стеклянной крышкой и устанавливают ее вместо эталонной призмы в центре камеры 13. При том же рассеивателе и светофильтре определяют значение /пр. По формуле (V. 38) рассчитывают мутность растворителя то.
Аналогичным образом измеряют гпР и рассчитывают т0бщ исходного раствора полимера. Затем из кюветы пипеткой отбирают 5 мл раствора и добавляют в таком же объеме обеспыленный растворитель (для отбора раствора и внесения растворителя используют отдельные пипетки). Раствор перемешивают путем осторожного покачивания кюветы и после термостатирования определяют его мутность. Таким образом проводят 7-8 операций по разбавлению раствора и измерению его мутности. Измерения /пр для каждого исследуемого раствора проводят не менее трех раз.
Для определения значений M и Д2 вычисляют избыточную мутность растворов, которую находят как разность мутности раствора т0бщ и мутности растворителя то [см. уравнение (V. 34)], затем по уравнению (V. 33) рассчитывают константу Н.
Для каждой концентрации раствора полимера рассчитывают величину Яс/т. Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу (см. табл. V. 7).
Строят график зависимости Нс/% = f(c) и по нему находят молекулярную массу полимера как величину, обратную отрезку, отсекаемому на оси ординат, и второй вириальный коэффициент по тангенсу угла наклона прямой.
Часть 2. Определение мицеллярной массы ПАВ
Для проведения работы необходимы: Нефелометр. Пипетки емкостью 5 мл.
Водный раствор ПАВ, например додецилсульфата натрия или препарата ОП-10.
Обеспыленная вода или бидистиллят.
При проведении работы и для приготовления исходных растворов ПАВ используют воду, обеспыленную методом ультрафильтрации, или бидистиллят. Определяют мутность растворителя и растворов ПАВ в соответствии с указаниями, данными в части 1 работы. Значения ККМ и тккм указываются преподавателем или определяются экспериментально.
150
Таблица V. 8. Экспериментальные и расчетные данные для определения мицеллярной массы ПАВ нефелометрическим методом
Концентрация раствора ПАВ, с, г/100 см3 Число делений по шкале барабана т "V ср Мутность раствора хобщ- см~' х~~хобщ V см-1 тккм-см-1 #(с —ККМ)
По формуле (V. 33) вычисляют константу Н (значения п0 и (п — п0)с определяются экспериментально при помощи интерферометра). Экспериментальные и расчетные данные записывают в таблицу (см. табл. V. 8).
По данным таблицы строят график зависимости Н(с — ККМ)/т—¦ — тккм = Дс — ККМ); экстраполируя прямую до пересечения с осью ординат, находят мицеллярную массу ПАВ.
Работа 25. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРОВ АМФОТЕРНЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ
Цель работы: определение изоэлектрической точки раствора желатины по зависимости вязкости и мутности от рН среды.
Полиэлектролиты благодаря наличию ионогенных групп диссоциируют в воде и других полярных растворителях. Степень диссоциации групп амфотерных полиэлектролитов зависит от их природы, рН и ионного состава раствора.
При увеличении степени диссоциации возрастает электростатическое отталкивание одноименно заряженных групп макромолекул, что приводит к существенному изменению их конформации в растворе, а именно: цепи, свернутые в клубок, распрямляются и стремятся принять форму, приближающуюся к линейной. В результате этого увеличивается эффективный размер молекул и существенно изменяются физико-химические свойства растворов, например, возрастает вязкость, изменяется интенсивность светорассеяния. При уменьшении степени диссоциации макромолекулы, наоборот, сворачиваются, приобретая конформации с наибольшим значением энтропии в системе. Если рН раствора поддерживают постоянным, то в результате электростатиче-ского*-вза"ймодействия ионизированной части полярных групп и теплового движения устанавливаются определенные конформации молекул. СбСтояние равновесия зависит от величины заряда полииона, состава раствора, температуры.
