粘度法測定水溶性高聚物的相對分子質量

1、粘度法測定水溶性高聚物的相對分子質量實驗目的 實驗目的 測定葡聚糖的相對分子量；掌握烏氏粘度計測定粘度的方法。實驗原理 實驗原理 在高聚物的研究中，相對分子質量是一個不可缺少的重要數(shù)據(jù)。因為它不僅反映了高聚物分子的大小，并且直接關系到高聚物的物理性能。但與一般的無機物或低分子的有機物不同，高聚物多是相對分子質量不等的混合物，因此通常測得的相對分子質量是一個平均值。高聚物相對分子質量的測定方法很多，比較起來，粘度法設備簡單，操作方便，并有

2、很好的實驗精度，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┑恼扯龋驭? 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。因為ηc 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，當濃度 c 趨近零時，比濃粘度趨近于一個極限值，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)值可通過實驗求得。因為根據(jù)實驗，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管 C 的夾子，讓溶液依靠重力自由流下。當液面達到刻度線 a 時，立刻按秒表開始計時，當液面下降到刻度線 b 時，再按秒表，記錄溶劑流經(jīng)毛細管的時間 t1。重復三次，每次相差不應超過 0.2

6、秒，取其平均值。如果相差過大，則應檢查毛細管有無堵塞現(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，并分別測定流出時間 t2、t3、t4、t5（每個數(shù)據(jù)重復三次，取平均值） 。3．溶劑流出時間 t0 的測定 將溶液倒出，洗凈粘度計，用用移液管取 l0mL蒸餾水由管 A 注入粘度計中。待恒溫后，用上述方法同樣測定溶劑的流出時間t0，每個數(shù)據(jù)重復三次，取平均值。實驗完畢，

7、粘度計應洗凈，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、粘度計應扣在鐘罩內(nèi)，移液管也應用塑料薄膜覆蓋(切勿用纖維材料)。五、數(shù)據(jù)記錄和處理1．實驗數(shù)據(jù)記錄于下表中： 時間[s] 溶液濃度c[g/mol] 1 2 3平均時間[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 注意事項1、溶液濃度的選擇。隨著溶液濃度的增加，聚合物分子鏈