Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
13.2.1. Аппаратура
Существуют два основных типа приборов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Первый тип — это однолучевой спектрофотометр, измеряющий по отдельным точкам. В сочетании с измерительной системой по схеме уравновешенного моста он является наилучшим прибором для точных количественных измерений. Основной недостаток его состоит в большой затрате времени, если требуется снять спектр, я не полосу поглощения при одном лишь значении длины волны. Ценность применения однолучевых приборов для качественной съемки спектров снижается из-за необходимости строить график от руки и производить измерения на дискретных длинах волн, а не в сплошной области спектра.
Второй тип — двухлучевой регистрирующий прибор; он идеально подходит для качественного изучения спектра. Однако этот прибор менее точен и потому менее подходит для количественного анализа, чем однолучевой. В зависимости от регистрирующего устройства спектр получается непосредственно в процентах пропускания или поглощения. Одним из недостатков двухлучевого прибора является необходимость измерения поглощения вблизи сильного поглощения эталона. Для двухлучевых приборов в этой области интенсивность обоих лучей приближается к нулю, и поэтому энергии, достигающей приемника, недостаточно для предотвращения дрейфа. Этот недостаток можно устранить при работе с однолучевым прибором. Для снятия УФ-спектров обычно пользуются серийными, выпускаемыми промышленностью спектрофотометрами: СФ-4А и СФД-2, СФ-4 и др.
13.2.2. Приготовление образцов ,
у'
В качестве образцов обычно используют растворы и пленки полимеров и значительно реже — таблетки.
Растворы. Идеальными растворителями, поглощающими свет в области длин волн ниже 200 нм, являются углеводороды: гексан, гептан, циклогексан; можно использовать также хлороформ, этил-ацетат, дихлорэтан, которые поглощают свет в области ниже 250 нм. Число подходящих растворителей еще ограничивается и малой растворимостью полимеров. Кроме того, необходимо обратить внимание на возможность искажения спектров вследствие реакций или ассоциации между растворенным веществом и растворителем. С другой стороны, простота установления точной концентрации и, следовательно, простота количественных расчетов на основании закона Бугера—Ламберта—Бера являются одним из преимуществ работы с растворами.
Пленки. Работать с !пленками удобно іпотому, что в этом случае УФ-спектр растворителя не имеет значения. Поэтому для получения пленки полимера можно использовать любой растворитель, лишь бы он не разрушал анализируехмое вещество, не вступал с ним реакцию и легко полностью удалялся из пленки. Для получения однородной !поверхности пленюи в качестве подложки используют поверхность воды или ртути. В некоторых случаях можно получить достаточно тонкие пленки, спрессовывая образец между двумя кварцевыми пластинами. При таком методе вообще растворитель не нужен.
Преимуществом применения пленок является не только отсутствие необходимости введения поправок на поглощение растворителя, но и удобство хранения образцов.
Таблетки. В ряде случаев можно использовать метод таблети-рования, особенно если исследуется твердое хрупкое вещество, например сополимер стирола с дивинилбензолом. Метод состоит в получении тесной смеси тонко измельченного полимера и бромида калия и в последующем прессовании смеси в вакууме под высоким давлением.
13.2.3. Методика измерения
При снятии УФ-спектра спектрометр записывает значение частного /о//. Современные приборы, кроме того, логарифмируют эту величину, т. е. записывают спектр, в котором оптическая плотность D изображается как функция длины волны К или волнового числа V (рис. 13,3,а). Такой спектр будет зависеть от концентрации измеряемого раствора. Так, полосы / и Г (рис. 13.3,а) получены при снятии спектра одного и того же вещества, но молярная концентрация раствора при снятии спектра V—2Г была в 10 раз больше концентрации раствора при снятии спектра 1—2—... Этим пользуются на практике в том случае, когда хотят выявить все полосы поглощения спектра, интенсивности которых при од-
ной и той же концентрации исследуемого раствора сильно различаются.
Для получения спектра, не зависящего от концентрации раствора, экспериментально полученный спектр в координатах D— К (или v) перерисовывают по точкам, пользуясь законом Бугера—
Л, HM Лнм
Рис. 13.3. Перерисовка УФ-спектра (а) в кривую зависимости Ig є
от К (б).
Ламберта—Бера, в спектр, построенный в координатах Ig є (или є)—% (или v). При этом получают спектр, изображенный на рис. 13.3,6.
Работа 63. Определение оптической плотности и расчет содержания связанного стирола в каучуке СКС-30 APK
Цель работы. Анализ состава каучука
Образцы и реактивы
Сополимер СКС-30 APK очищен- Хлороформ
ный
Оборудование
Спектрофотометр Мерная колба на 25 мл
Кюветы кварцевые толщиной 1 мм, Пипетки 2 шт.
Методика работы. В мерную колбу помещают точную навеску (g) полимера («0,2 г) и наливают 20 мл хлороформа. Колбу встряхивают для растворения полимера и затем доводят объем раствора хлороформом до метки. Оптическую плотность измеряют в кювете при 262, 290 и 300 нм. Кювету сравнения заполняют чистым хлороформом.
