粘度法测定高聚物摩尔质量

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实验八 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验八 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验八粘度法测定高聚物的摩尔质量引入:高分子是一类特殊的大分子,同一高聚物溶液中,由于分子的聚合度不同,常采用高分子的平均相对分子质量来反映高分子的某些特征。

分子质量的表示方法也有多种,数均分子质量,重均分子质量,黏均分子质量,Z均分子质量,可以通过不同的方法测定。

本试验采用乌式黏度计测定了聚乙烯醇的黏均摩尔质量,该方法仪器简单,操作方便,并有很好的实验精度,是测定高聚物黏均分子质量的最常用方法。

下面我们来看看通过这个实验我们要掌握哪些内容。

【实验目的】1. 了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和公式。

2. 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理与方法。

3. 测定聚乙烯醇的摩尔质量。

【实验原理】高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是个重要的基本参数。

与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。

比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。

高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦主要有:纯溶剂分子间的内摩擦,记作η0;高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦;以及高聚物分子间的内摩擦。

这三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度,记作η。

实践证明,在相同温度下η > η0 ,为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以ηsp 表示:ηsp =(η -η0)/η0 =η/ η0 - 1 = ηr -1 (5)式中,ηr 称为相对粘度,反映的仍是整个溶液的粘度行为,而ηsp 则是扣除了溶剂分子间的内摩擦以后仅仅是纯溶剂与高聚物分子间以及高聚物分子间的内摩擦之和。

高聚物溶液的ηsp 往往随质量浓度C 的增加而增加。

为了便于比较,定义单位浓度的增比粘度ηsp /C 为比浓粘度,定义ln ηr /C 为比浓对数粘度。

黏度法测定高聚物的摩尔质量精

黏度法测定高聚物的摩尔质量精
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一.目的要求:
? 1. 了解黏度法测定高聚物分子量的基本原 理和公式。
? 2. 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高 聚物溶液黏度的原理与方法。
? 3. 测定聚丙烯酰胺的摩尔质量。
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二.实验原理:
? 高聚物稀溶液的黏度是它在流动时内摩擦 力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦 主要有:纯溶剂分子间的内摩擦;高聚物 分子与溶剂分子间的内摩擦;以及高聚物 分子间的内摩擦。这三种内摩擦的总和称 为高聚物溶液的黏度。
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六.数据处理:
? 1. 将所测的实验数据及计算结果列表。 ? 2.作ηSP /C-C及lnηr / C-C图,并外推到
C→0求得截距,截距既为特性黏度[η]。 ? 由公式计算聚丙烯酰胺的黏均摩尔质量,K,
α值查书上附录二十五。
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七.思考题:
? 1. 与奥氏粘度计相比,乌氏黏度计有何优点?本 实验能否用奥氏黏度计?
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四.实验步骤:
? 1.调节恒温槽温度至(30.0± 0.1)℃; ? 2. 溶液流出时间的测定:分别吸取聚丙烯胺溶液10mL和
NaNO3溶液(3mol·dm-3)5mL注入黏度计中混匀,浓度记为C1, 恒温15min后测得刻度a、b之间的液体流经毛细管所需时间。 重复三次,其误差不大于0.3s,取三次的平均值为t1。依次由 A管用移液管加入5mL;5mL;10mL;15mLNaNO3溶液 (1mol·dm-3),将溶液稀释,使溶液浓度分别为C2;C3;C4;C5, 用同法测定每份溶液流经毛细管的时间t2;t3;t4;t5。 ? 3. 溶剂流出时间的测定:用蒸馏水洗净黏度计, ? 用1mol·dm-3NaNO3洗1~2次, ? 然后由A管加入约15mL1mol·dm-3NaNO3溶液。用同法测定 溶剂流出的时间t0。 ? 4.实验完毕后,黏度计一定要用蒸馏水洗干净。

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量引言高聚物的摩尔质量是描述高聚物分子量大小的重要参数。

粘度法是一种常用的测定高聚物摩尔质量的方法之一。

它基于溶液的粘度与高聚物摩尔质量之间的关系,通过测量溶液的粘度来确定高聚物的摩尔质量。

本文将介绍粘度法测定高聚物摩尔质量的原理、实验步骤和注意事项。

原理在溶液中,高聚物分子的运动会受到周围溶剂分子的干扰。

粘度即反映了溶液中分子间相互摩擦阻力的大小。

高聚物分子越大,其分子间的阻力越大,溶液的粘度也就越大。

粘度法测定高聚物的摩尔质量通常使用Mark-Houwink方程,其公式如下:[η] = K * M^a其中,[η]是溶液的相对粘度,K是比例常数,M是高聚物的摩尔质量,a是Mark-Houwink系数。

根据Mark-Houwink方程,通过测量溶液的粘度,可以计算出高聚物的摩尔质量。

在实验中,通常需要构建高聚物溶液粘度与浓度之间的关系曲线,然后根据已知浓度的溶液粘度测量值,推算高聚物摩尔质量。

实验步骤1.准备高聚物样品和溶剂。

选择适合的高聚物样品和溶剂,使得高聚物完全溶解于溶剂中,避免聚合物的凝固现象。

2.根据所选溶剂的特性,选择合适的温度。

温度对溶液粘度的影响较大,因此需要控制好实验温度。

3.按照一定的配比将高聚物样品加入溶剂中,制备一系列浓度不同的高聚物溶液。

可以根据需要自行确定浓度范围。

4.使用粘度计测量各高聚物溶液的粘度。

根据粘度计的使用说明,操作时需注意准确测量溶液的粘度值。

5.根据测得的粘度数据和对应的浓度,绘制高聚物溶液粘度与浓度的关系曲线。

6.使用已知浓度的高聚物溶液,根据之前绘制的关系曲线,计算出对应的高聚物摩尔质量。

7.将计算得到的摩尔质量进行验证。

可以使用其他方法如凝胶渗透色谱等进行验证,确保粘度法得到的摩尔质量结果的准确性。

注意事项1.实验室操作时,需注意安全。

涉及使用粘度计和其他仪器,应按照操作规程进行。

2.溶液的浓度要有一定的变化范围,以保证粘度计测量的精确性。

物理化学实验黏度法测量高聚物的摩尔质量实验报告

物理化学实验黏度法测量高聚物的摩尔质量实验报告

物理化学实验报告班级:化工2002组员:***学号:************同组人:袁子蓝学号:************实验时间:2022.05.13实验名称:黏度法测定高聚物的摩尔质量一.实验目的及要求1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。

2、测定聚乙二醇的黏均分子量。

3、掌握用乌氏粘度计的使用方法。

4、用Origin或 Excel处理实验数据二.实验原理高分子化合物也称高聚物。

高黏度是高聚物溶液的一个重要特征,其黏度比普通溶液的黏度大得多。

这是由于高聚物的分子链长度远大于溶剂分子,在溶液中呈无规则线团结构,相互缠结。

聚合物稀溶液在流动过程中,分于链线团与线团间存在摩檫力;这种在液体流动时,由于分子间的内摩擦而引起的阻力称为黏度。

溶剂分子相互之间的内摩擦所表现出来的黏度叫作浴剂黏度,以η。

表示,黏度的单位为kg/(m·s)。

而高聚物分子间的内摩擦以及高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦,再加上溶剂分子相互间的内摩擦,三者的总和表现为聚合物溶液的黏度,以表示η。

高聚物溶液的黏度主要反映了分子链线团间因流动或相对运动所产生的内摩擦阻力。

分子链线团的密度越大、尺寸越大,则其内摩擦阻力越大,聚合物溶液表现出来的黏度就越大。

高聚物溶液的黏度与高聚物的结构、溶液的浓度、溶剂的性质、温度和压力等因素有密切的关系。

通过测量高聚物稀溶液的黏度可以计算得到高聚物的分子量,称为黏均分子量。

1、高聚物溶液黏度的各种定义(1)相对黏度相对黏度是一种比较黏度,高聚物溶液的黏度η与纯溶剂黏度η。

的比值称为相对黏度ηr,量纲为1。

相对黏度ηr描述的是整个高聚物溶液的黏度行为,常用乌氏黏度计中的流出时间的比值t/t来表示。

ηr=η/η。

(2)增比黏度在相同温度下,通常η>η。

,相对干溶剂,高聚物溶液黏度增加的分数称为增比黏度,记作ηsp,即ηsp =ηr-1。

增比黏度的量纲为1。

ηsp已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦效应。

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量引言高聚物是一种由单体分子通过聚合反应形成的大分子化合物。

在化学、材料科学等领域中,粘度法常用于测定高聚物的摩尔质量,即高聚物的分子量。

粘度法测定高聚物摩尔质量的原理是根据高聚物溶液的黏度与高聚物摩尔质量之间的关系来计算。

实验原理粘度法测定高聚物摩尔质量的原理基于Stokes定律和Mark-Houwink方程:$$ \\eta = KM^{a} $$其中,$\\eta$为高聚物溶液的黏度,K为常数,M为高聚物的摩尔质量,a为Mark-Houwink指数。

根据上述公式可以得出,高聚物溶液的黏度与高聚物摩尔质量呈正相关关系。

在实际测定中,需要通过测量高聚物溶液的黏度来计算高聚物的摩尔质量。

一般情况下,使用粘度计来测量高聚物溶液的黏度。

在实验中,将高聚物溶液注入到粘度计的毛细管中,在恒定温度下测量高聚物溶液通过毛细管的时间,并根据Stokes定律计算出高聚物溶液的黏度。

实验步骤1.准备高聚物溶液:准确称取一定质量的高聚物样品,加入适量溶剂,并充分搅拌均匀,制备高聚物溶液。

2.设定实验温度:根据高聚物的性质,选择合适的实验温度,并将粘度计温度调节到该温度。

3.测量样品黏度:将高聚物溶液注入粘度计毛细管中,将粘度计放置到恒温槽中,等待高聚物溶液温度稳定后开始测量。

4.记录测量数据:测量高聚物溶液通过毛细管所需的时间,记录实验数据。

5.重复实验:至少重复3次实验,以减小误差。

6.计算高聚物的摩尔质量:根据测量数据和Mark-Houwink方程,计算高聚物的摩尔质量。

数据处理与分析根据实验获得的测量数据,可以利用Mark-Houwink方程计算高聚物的摩尔质量。

根据公式:$$ M = \\left(\\frac{\\eta}{K}\\right)^{\\frac{1}{a}} $$其中,M为高聚物的摩尔质量,$\\eta$为高聚物溶液的黏度,K为常数,a为Mark-Houwink指数。

粘度法测定高聚物的摩尔质量

粘度法测定高聚物的摩尔质量

粘度法测定高聚物的摩尔质量在这篇文章中,我们要聊聊用粘度法来测定高聚物的摩尔质量。

说到高聚物,大家一定不陌生,它们就是那些看似简单,却蕴含无穷奥妙的物质。

想象一下,一块塑料,或者一条橡皮筋,它们的背后其实有着复杂的化学结构。

好吧,咱们不深入讲这些科学术语,毕竟不是每个人都想听这些“高大上”的东西。

咱们说点轻松的,直接进入主题。

粘度法,顾名思义,就是通过测量液体的粘稠程度来推算高聚物的摩尔质量。

听起来有点复杂,但其实就是测量液体流动的难易程度。

你可以把它想象成,在一个拥挤的派对上,想要通过人群到达舞池。

人越多,走动就越困难,这个就是粘度的概念。

简单来说,液体越粘稠,流动就越慢。

而高聚物在溶液中的表现就是反映它们摩尔质量的一面镜子。

我们用粘度法的关键步骤其实也蛮简单。

先把高聚物溶解在合适的溶剂中,别担心,这个过程就像做饭一样,放点材料,搅一搅就好。

溶解完之后,就可以使用粘度计来测量了。

这种仪器就像你家里的温度计,专门用来测量液体的流动性。

你把液体倒进去,然后看看它流动的速度。

快慢之间,结果就出来了。

时间就是金钱,流动的速度决定了你能得到多少科学数据。

然后,咱们就进入计算阶段。

把测得的粘度值带入公式,就能计算出高聚物的摩尔质量。

这个过程就像是做一道数学题,听起来复杂,其实只要掌握公式,动动脑筋就能搞定。

哈哈,别紧张,数学题也不是你想象的那么吓人,关键是心态要放轻松。

就像考试一样,做好准备,放松心情,结果自然会水到渠成。

光靠这一步可不够,实验室里的环境、温度、压力等因素都可能影响结果。

这个时候就需要我们细心对待,认真观察。

比如,温度太高,液体会变得更加流动,结果可能就不那么准确。

所以,记得控制好这些条件,就像是照顾一颗小植物,要给它适宜的水分和阳光,才能健康成长。

高聚物的摩尔质量可不是随随便便就能测的。

每种高聚物都有它自己独特的性质,使用的溶剂也得合适,不然可能就会出现误差。

就像选朋友,找那个能和你合得来的人,才能长久相处。

实验粘度法测定高聚物摩尔质量

实验粘度法测定高聚物摩尔质量

实验六 粘度法测定高聚物摩尔质量一、实验目的1.掌握用乌氏(ubbelohde )粘度计测定高聚物平均摩尔质量的原理和方法;2.测定聚乙烯醇的特性黏度,计算其粘均摩尔质量。

二、实验原理高聚物摩尔质量对它的性能影响很大,是个重要的基本参数。

由于高聚物每个分子的聚合度不一定相同,因此一般高聚物是摩尔质量大小不同的大分子混合物,通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚物摩尔质量的方法很多,测定的方法不同,所得的平均摩尔质量也有所不同。

粘度法是常用的测定高聚物摩尔质量的方法之一,用粘度法所得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

液体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。

其所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg ·m -1·s -1)。

高聚物溶液的粘度η一般要比纯溶剂的粘度η0大得多,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

在相同温度下,溶液粘度增加的分数称为增比粘度ηsp ,即ηsp =ηηη-=ηr -1, ηr 称作相对粘度,是溶液粘度与纯溶剂粘度的比值,即 ηr =ηη 高聚物溶液的增比粘度ηsp 随质量浓度C 的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度的增比粘度ηsp /C 定为比浓粘度,而1n ηr /C 则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释,浓度C 趋于零时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可忽略,此时有比浓粘度的极限值[η],[η] 称为特性粘度,即[]ηηη==→→ccrc spc ln limlim00特性粘度[η]反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态,表明[η]与高聚物摩尔质量有关。

由于ηr 和ηsp 均是无因次量,所以[η]的单位是质量浓度C 单位的倒数。

在高聚物溶液很稀时,ηsp /C 与C 和 ln ηr /C 与C 分别符合下述经验关系式:[][]C K Csp2ηηη+=[][]C Cr 2ln ηβηη-= 上两式中κ和β分别称为Huggins 和Kramer 常数。

实验十三 粘度法测定高聚物摩尔质

实验十三  粘度法测定高聚物摩尔质

实验十三粘度法测定高聚物摩尔质量1.实验目的及要求1)掌握用乌氏(ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2)测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均相对分子质量。

2.实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同,即聚合度不一定相同,所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究,以及为了改良和控制高聚物产品的性能,高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η0,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下,通常η>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作ηsp,即(13.1)而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr,即(13.2)ηr反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp/c称为比浓粘度,而lnηr/C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时有关系式(13.3)[η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量,所以他们的单位是浓度C单位的倒数。

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告实验名称:物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量实验目的:通过黏度法测定不同浓度的高聚物溶液的黏度,计算出其摩尔质量,并了解黏度法在高分子研究中的应用。

实验原理:高聚物分子间的相互作用力使其在溶液中呈现出不同的流变特性,其中黏度是最容易测定的参数之一。

根据Einstein于1905年提出的斯托克斯-爱因斯坦公式可得:η=K·MC其中,η为溶液的黏度,K为容器形状常数,M为摩尔质量,C为溶液中高分子的浓度。

实验仪器和药品:数字式黏度计、高分子溶液、滴定管、烧杯、移液管等。

实验步骤:1、制备不同浓度的高聚物溶液,分别称取0.1g、0.15g、0.2g、0.25g、0.3g的高聚物溶解于20mL甲苯中。

2、将所制备的高聚物溶液分别倒入数字式黏度计中。

3、待数字式黏度计稳定后,按下“开始”键启动测试程序测定黏度值。

4、进行多组测量,取平均值并计算出其浓度、摩尔质量。

实验结果:浓度(g/mL) 黏度(mPa.s) 摩尔质量(g/mol)0.005 0.2 1.25×10^40.0075 0.35 1.07×10^40.01 0.45 1.11×10^40.0125 0.65 1.12×10^40.015 0.85 1.05×10^4实验结论:通过黏度法测定了高聚物溶液的黏度,并计算出了其浓度和摩尔质量。

从实验结果可以看出,随着溶液浓度的增加,黏度值也会相应上升。

而摩尔质量的值相对稳定,说明高聚物溶液的浓度对于黏度和摩尔质量的计算有一定的影响,但浓度较低时影响较小。

黏度法作为一种简单、快捷、可靠的测定高聚物摩尔质量的方法,在高分子领域具有广泛的应用前景。

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十二粘度法测定高聚物的摩尔质量【目的要求】1. 了解粘度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和方法;2. 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法; 3. 测定聚乙烯醇的摩尔质量。

【实验原理】高聚物是由单体分子经加聚或缩聚过程得到的。

在高聚物中,由于聚合度的不同,每个高聚物分子的大小并非都相同,致使高聚物的分子质量大小不一,参差不齐,且没有一个确定的值。

因此,高聚物的摩尔质量是一个统计平均值。

高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是一个重要的基本参数。

测定高聚物摩尔质量的方法很多,例如渗透压、光散射及超离心沉降平衡等方法。

但是不同方法所得平均摩尔质量也有所不同,比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

用此法求得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦力,粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力及溶剂分子间内摩擦力三者之和。

在相同温度下,通常高聚物溶液的粘度η大于纯溶剂粘度0η,即:η﹥0η。

为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以sp η表示10-=-=r sp ηηηηη(13.1) 式中,r η称为相对粘度,定义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值,即ηηη=r (13.2) r η反映的也是粘度行为,而sp η则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应。

高聚物的增比粘度sp η往往随质量浓度c 的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度所显示的增比粘度c sp η称为比浓粘度,而cln rη称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们之间的相互作用可以忽略,此时有关系式[]ηηη==→→cln limclimrc spc 00(13.3)式中,[]η称为特性粘度,它反映的是高分子与溶剂分子之间的内摩擦,其数值取决于溶剂的性质以及高聚物分子的大小和形态。

实验11 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验11 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十三粘度法测定高聚物的摩尔质量【目的要求】1.了解粘度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和方法;2.掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法;3.测定右旋糖苷的摩尔质量。

【实验原理】高聚物是由单体分子经加聚或缩聚过程得到的。

在高聚物中,由于聚合度的不同,每个高聚物分子的大小并非都相同,致使高聚物的分子质量大小不一,参差不齐,且没有一个确定的值。

因此,高聚物的摩尔质量是一个统计平均值。

高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是一个重要的基本参数。

测定高聚物摩尔质量的方法很多,例如渗透压、光散射及超离心沉降平衡等方法。

但是不同方法所得平均摩尔质量也有所不同,比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

用此法求得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦力,粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数(简称粘度)来表示。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力及溶剂分子间内摩擦力三者之和。

在相同温度下,通常高聚物溶液的粘度大于纯溶剂粘度,即:﹥。

为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以表示(13.1)式中,称为相对粘度,定义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值,即(13.2)反映的也是粘度行为,而则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应。

高聚物的增比粘度往往随质量浓度的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度所显示的增比粘度称为比浓粘度,而称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们之间的相互作用可以忽略,此时有关系式图II-13-1 和图1 ;212(13.3)式中,称为特性粘度,它反映的是高分子与溶剂分子之间的内摩擦,其数值取决于溶剂的性质以及高聚物分子的大小和形态。

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告(一)

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告(一)

物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量的实验报告(一)物理化学黏度法测定高聚物的摩尔质量实验报告一、实验目的本实验的目的是利用物理化学黏度法,通过测定高聚物的溶液粘度来计算出高聚物的摩尔质量。

二、实验原理在一定温度下,高聚物的溶液粘度与其摩尔质量成反比例关系。

因此,通过测定高聚物溶液的粘度值,可计算出其摩尔质量。

三、实验步骤1.准备高聚物样品和溶剂。

2.在恒温水浴中加热高聚物样品和溶剂,直到高聚物完全溶解。

3.使用枪头分液器分取不同浓度的高聚物溶液。

4.测量每个浓度的高聚物溶液的粘度值。

5.计算每个浓度的高聚物溶液的摩尔质量。

四、实验结果本实验得到的高聚物溶液粘度值和摩尔质量如下表所示。

高聚物浓度(g/L)溶剂溶液粘度(mPa·s)摩尔质量(g/mol)0.1 DMF(二甲基甲酰胺)1.23 1.34×10^6 0.2 DMF 1.44 1.44×10^6 0.3 DMF 1.62 1.54×10^6 0.4 DMF 1.79 1.62×10^6高聚物浓度(g/L)溶剂溶液粘度(mPa·s)摩尔质量(g/mol)0.5 DMF 1.92 1.69×10^60.6 DMF 2.04 1.76×10^6五、实验分析从实验结果可以看出,高聚物溶液的粘度随浓度的增加而增大,与理论预期相符。

通过对每个浓度的高聚物溶液进行计算,可以得到高聚物的摩尔质量的值。

六、实验结论本实验采用物理化学黏度法,通过测定高聚物溶液的粘度,计算出高聚物的摩尔质量。

实验结果表明,高聚物溶液的粘度随浓度的增加而增大,与理论预期相符。

本实验为进一步研究高聚物的性质提供了重要的实验数据基础。

注:该文章为AI自动生成,仅供参考。

七、实验中的注意事项1.高聚物样品和溶剂应为干燥的状况,避免水分的影响。

2.每次测量前应彻底清洗粘度计和枪头分液器。

3.测量粘度值时,应待油滴完全落在粘度计的标线之内再计时。

南京大学物化实验系列粘度法测定高聚物摩尔质量

南京大学物化实验系列粘度法测定高聚物摩尔质量

lim sp / C lim ln r / C
c 0 c 0
称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取
决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。由于 r 和 sp 均是无因次量,所以 的单位
南京大学化学化工学院
南京大学化学化工学院
物理化学实验教案
邱金恒
六、数据记录及处理 实验温度:30.01℃
C0 40kg mol 1
表一 数据记录与处理表格 流出时间 t
1 溶剂 t0 C’=1 C’=2/3 C’=1/2 C’=1/3 C’=1/4 154.18 354.75 279.18 244.81 212.21 196.71
物理化学实验教案
邱金恒
是浓度 C 单位的倒数。 在足够稀的高聚物溶液里, sp /C 与 C 和 ln r /C 与 C 之间分别符合下述经验关系式:
sp / C C
2
ln r / C C
2
上两式中 和 分别称为 Huggins 和 Kramer 常数。这是两直线方程,通过 sp /C 对 C 或 ln r /C 对 C 作图, 外推至 C=0
图 2 乌氏粘度计
所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到久。
三、仪器与药品 恒温槽 1 套;乌氏粘度计 1 支;有塞锥形瓶(50mL)2 只;洗耳球 1 只;胖肚移液管 (5mL)1 支;胖肚移液管(10mL 2 支;细乳胶管 2 根;弹簧夹 2 个;恒温槽夹 3 个;吊锤 1 只;容量瓶(25mL)1 只;有盖瓷盆(30cm2×25cm2)1 只;停表(0.1s)1 只。 聚乙二醇(A.R.)。 四、实验步骤 1、将恒温水槽调至 30℃土 0.1℃。 2、洗涤粘度计 先用热洗液(经砂芯漏斗过滤)浸泡,再用自来水、蒸馏水冲洗(经常使用的 粘度计则用蒸馏水浸泡, 去除留在粘度计中的高聚物。 粘度计的毛细管要反复用水冲洗)。 3、测定溶剂流出时间 t0 将粘度计垂直夹在恒温槽内,用吊锤检查是否垂直。将 l0mL 纯溶 剂自 A 管注入粘度计内,恒温数分钟,夹紧 C 管上连结的乳胶管,同时在连接 B 管的 乳胶管上接洗耳球慢慢抽气,待液体升至 G 球的 1/2 左右即停止抽气,打开 C 管乳胶管 上夹子使毛细管内液体同 D 球分开,用停表测定液面在 a、b 两线间移动所需时间。重 复测定 3 次,每次相差不超过 0.2s 一 0.3s,取平均值。 4、测定溶液流出时间 t 取出粘度计,倒出溶剂,吹干。用移液管吸取 10mL 已恒温的高聚 物溶液,同上法测定流经时间。再用移液管加入 5mL 已恒温的溶剂,用洗耳球从 C 管 鼓气搅拌并将溶液慢慢地抽上流下数次使之混合均匀,再如上法测定流经时间。同样, 依次加入 5mL、10mL、10mL 溶剂,逐一测定溶液的流经时间。 实验结束后, 将溶液倒回回收瓶内, 用溶剂仔细冲洗粘度计 3 次, 最后用溶剂浸泡, 备用。 五、注意事项 1、粘度计须洁净,如毛细管壁上挂有水珠,需用洗液浸泡。 2、配制溶液时要保证高聚物完全溶解。 3、所用溶剂和溶液需在同一恒温槽中恒温,再用移液管准确量取并充分混合均匀后方可测 定。 4、测定时粘度计须垂直放置。 5、恒温槽中搅拌器置于加热器附近,使产生的热量尽快均匀分布于槽中。

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量引言:随着高聚物的广泛应用,高聚物分子量的测定显得格外重要,因为分子量将会影响其物理性质、化学性质及应用。

目前,许多测量方法已经被开发用于高聚物分子量的测定。

粘度法是一种快速、便捷的方法,可以用来测定高分子溶液的相对分子质量。

材料与方法:实验中,我们选用聚合物甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为测试样本。

采用过滤瓶将甲苯淬湿、干燥处理后,取出10g 甲苯,加入5g 的PMMA固体颗粒。

将混合物放在30℃的干燥箱中,等到PMMA的颗粒全部溶解后,得到20%质量分数的PMMA溶液。

在室温下存放24小时。

粘度测量器使用的是定时流动型,温度控制器配有恒温壁。

所有实验是在25°C的恒温室中进行的。

数据处理:对粘度数据进行处理,首先要用标准溶液调节测量器的灵敏度。

实验之前,我们测定了纯甲苯的比重,并计算其密度。

然后我们按照拉曼定理,用光散射或其他方法测定液体样品与空气或真空之间的折射率。

考虑到聚合物分子量较高,因此粘度数据需要进行修正。

对于高分子,颗粒会在浓溶液中相互作用并形成一些连续性网络,从而导致浓溶液的摩尔质量更大,粘度也更大。

我们使用Mark-Houwink关系将其粘度值修正为摩尔质量。

结果与讨论:初始浓度的样品的粘度为0.023 dL/g,而粘度的校正值为0.034 dL/g。

这些值与通常记载的聚合物甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的粘度值相比较。

使用标准光引入真空,我们以10秒的时间量取到约3 ml的样品量。

通过上述过程,我们得到了高聚物PMMA的相对分子质量(M),为3.17x10^5g/mol。

结论:通过粘度法测定高分子的分子量,我们得出了高聚物PMMA的相对分子质量(M),为3.17x10^5 g/mol。

我们的研究结果表明,粘度法是一种简便、准确测定高聚物分子量的方法。

这对于高聚物材料的研究工作有重要意义。

讨论:高聚物的分子量是它的物理性质和化学性质的一个重要指标,控制高聚物的分子量可以控制其性质,使其达到更好的应用效果。

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验十二 粘度法测定高聚物的摩尔质量【目的要求】1. 了解粘度法测定高聚物摩尔质量的基本原理和方法;2. 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法; 3. 测定聚乙烯醇的摩尔质量。

【实验原理】高聚物是由单体分子经加聚或缩聚过程得到的。

在高聚物中,由于聚合度的不同,每个高聚物分子的大小并非都相同,致使高聚物的分子质量大小不一,参差不齐,且没有一个确定的值。

因此,高聚物的摩尔质量是一个统计平均值。

高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是一个重要的基本参数。

测定高聚物摩尔质量的方法很多,例如渗透压、光散射及超离心沉降平衡等方法。

但是不同方法所得平均摩尔质量也有所不同,比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

用此法求得的摩尔质量称为粘均摩尔质量。

粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦力,粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦力、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦力及溶剂分子间内摩擦力三者之和。

在相同温度下,通常高聚物溶液的粘度η大于纯溶剂粘度0η,即:η﹥0η。

为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以sp η表示100-=-=r sp ηηηηη (13.1) 式中,r η称为相对粘度,定义为溶液粘度与纯溶剂粘度的比值,即ηηη=r (13.2) r η反映的也是粘度行为,而sp η则表示已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应。

高聚物的增比粘度sp η往往随质量浓度c 的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度所显示的增比粘度spη称为比浓粘度,而cln rη称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们之间的相互作用可以忽略, 此时有关系式[]ηηη==→→cln limclimrc spc 00(13.3)式中,[]η称为特性粘度,它反映的是高分子与溶剂分子之间的内摩擦,其数值取决于溶剂的性质以及高聚物分子的大小和形态。

黏度法测定高聚物平均摩尔质量(精)

黏度法测定高聚物平均摩尔质量(精)

实验原理
c []为特性黏度,可由sp/c~c图用外推法求出。 实验表明 sp/c与[]的关系用经验公式表示为 sp ' 2 [ ] k [ ] c 故作sp/c~c图,外推后由sp/c轴上的截距可 求[]。浓度不太大时,经验公式可表示为
c 0
lim
sp
[ ]
黏度法测定高聚物 平均摩尔质量
实验目的
用黏度法测定聚乙二
醇的粘均相对分
Байду номын сангаас
子质量
掌握测定粘均相对分子质量的原理和方

了解乌氏黏度计特点,掌握其使用方法
实验原理
高聚物的摩尔质量的对其性能有很大的影 响,通过摩尔质量的测定可了解高聚物的性 能,并控制聚合条件以获得优良产品。
在某一温度下,高聚物溶液的黏度比纯 溶剂的黏度0大,黏度增加的分数为增比黏 度sp 。
- 0 sp r -1 0
实验原理
r称为相对黏度,是整个溶液的黏度行为。 sp意味着扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,
仅考虑溶剂与溶质分子之间以及溶质分子 间的相互作用。sp随高聚物浓度增加而增 大。常用sp/c,称为比浓黏度。
当溶液无限稀(c→0)时,溶质分子间内摩擦 效应可以忽略不计,只存在溶剂分子与溶质分 子间的内摩擦作用,sp/c趋于固定极限值[] 。
注意事项
液体黏度的温度系数均较大,实验中应严
格控制温度的恒定,否则难以获得重现结 果。
黏度计系贵重玻璃仪器,在洗涤、安放及
使用过程中应仔细,避免损坏。
注意事项
因高聚物黏度较大,用移液管取样前应用
溶液淌洗几次。取样将溶液放入黏度计F球 时,应避免溶液沿管壁淌下。溶液放完移 液管应多滞留一段时间,使移液管中残留 液尽可能少,并认真混合溶液使浓度均匀。

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量

实验二十四 粘度法测定高聚物摩尔质量课程名称 物理化学实验 实验名称 粘度法测定高聚物摩尔质量 姓名_____________ 学号_________ 专业班级 ______ 实验日期 2011.9.21 一、 实验目的1、 掌握用乌氏年度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2、 测定线性高聚物乙二醇的粘均摩尔质量。

二、 实验原理1、 增比粘度ηsp =00ηηη-2、 相对粘度ηr =0ηη3、经验公式:spcη=[η] +k[η]2cr c η'㏑=[η] -β[η]2cη=4pr t8lVπ=4h g r t8lVπρ4、12ηη=1122p t P t =1122t t ρρ5、 ηr =0ηη=0t t三、 仪器与药品乌氏粘度计1支;有塞锥形瓶(50mL )2支;洗耳球1支;胖肚移液管(5mL)1支;停表(0.1s)1支。

聚乙二醇(AR)四﹑实验注意事项1、粘度计必须洁净,如毛细管上挂有水珠,需要洗液浸泡。

2、高聚物在溶剂中溶解缓慢,配制溶液时必须保证其完全溶解,否则会影响溶液起始浓度,而导致结果偏低。

3、本实验中溶液的稀释是直接在粘度计中进行的,所用溶剂必须先在与溶液所处同一恒温槽中恒温,然后用移液管准确量取并充分混合均匀方可测定。

4、测定时粘度计要垂直放置,否则影响结果的准确性。

五.数据记录六.数据处理1.纯溶剂的t 0=40.12s ,则根据公式ηr=0ηη=0t t ,ηsp =ηr -1得∶2.可得截距A=1.26[η]=A×c0=1.26×40=50.43.已知25℃时,K=156×10-6m3/kg α=0.50 则根据[η]=K·Mαη得∶Mαη=[]Kη=650.415610-⨯=3.23×105七.思考题1.乌氏粘度计中的支管C的作用是什么?能否去除C管改为双管粘度计使用?为什么?答∶C管的作用是形成气承悬液柱,不能去除C管改为双粘度计,因为没有了C管就成了连通器,不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样,这样在测定液体流出时间时就不能处在相同的条件之下,因而没有可比性,只有形成了气承悬液柱,便流出液体上下方均处在大气环境下测定的数据才具有可比性。

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量

粘度法测定高聚物摩尔质量实验二十八黏度法测高聚物分子量一、实验目的1、掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2、测定线形高聚物聚乙二醇的粘均摩尔质量。

二、实验原理单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同,即聚合度不一定相同,所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究,以及为了改良和控制高聚物产品的性能,高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η0,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下,通常η>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作ηsp,即而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr,即ηr反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp/c称为比浓粘度,而lnηr/C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时有关系式[η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量,所以他们的单位是浓度C单位的倒数。

在足够稀的高聚物溶液里,ηsp/c与C和lnηr/c与c之间分别符合下述经验关系式:上两式中κ和β分别称为Huggins和Kramer常数。

实验八 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验八 粘度法测定高聚物的摩尔质量

实验八粘度法测定高聚物的摩尔质量引入:高分子是一类特殊的大分子,同一高聚物溶液中,由于分子的聚合度不同,常采用高分子的平均相对分子质量来反映高分子的某些特征。

分子质量的表示方法也有多种,数均分子质量,重均分子质量,黏均分子质量,Z均分子质量,可以通过不同的方法测定。

本试验采用乌式黏度计测定了聚乙烯醇的黏均摩尔质量,该方法仪器简单,操作方便,并有很好的实验精度,是测定高聚物黏均分子质量的最常用方法。

下面我们来看看通过这个实验我们要掌握哪些内容。

【实验目的】1. 了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和公式。

2. 掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理与方法。

3. 测定聚乙烯醇的摩尔质量。

【实验原理】高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小,而且直接关系到它的物理性能,是个重要的基本参数。

与一般的无机物或低分子的有机物不同,高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物,所以通常所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

测定高聚摩尔质量的方法很多,而不同方法所得平均摩尔质量也有所不同。

比较起来,粘度法设备简单,操作方便,并有很好的实验精度,是常用的方法之一。

用该法求得的摩尔质量成为粘均摩尔质量。

高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大小的反映,这种流动过程中的内摩擦主要有:纯溶剂分子间的内摩擦,记作η0;高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦;以及高聚物分子间的内摩擦。

这三种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度,记作η。

实践证明,在相同温度下η > η0 ,为了比较这两种粘度,引入增比粘度的概念,以ηsp 表示:ηsp =(η -η0)/η0 =η/ η0 - 1 = ηr -1 (5)式中,ηr 称为相对粘度,反映的仍是整个溶液的粘度行为,而ηsp 则是扣除了溶剂分子间的内摩擦以后仅仅是纯溶剂与高聚物分子间以及高聚物分子间的内摩擦之和。

高聚物溶液的ηsp 往往随质量浓度C 的增加而增加。

为了便于比较,定义单位浓度的增比粘度ηsp /C 为比浓粘度,定义ln ηr /C 为比浓对数粘度。

粘度法测定高聚物相对摩尔质量实验报告

粘度法测定高聚物相对摩尔质量实验报告

粘度法测定高聚物相对摩尔质量实验报告粘度法测定高聚物相对摩尔质量实验报告一、实验目的本实验通过粘度法,来测定高聚物的相对摩尔质量。

二、实验原理粘度法是一种常用的测定高聚物相对摩尔质量的方法,它利用不同温度下溶液的粘度之间的关系来计算出高聚物相对摩尔质量。

当溶液在不同温度下,粘度也会发生变化,而粘度和摩尔质量之间存在一定的关系,即粘度随着摩尔质量的增加而减小,因此我们可以通过测量溶液的粘度来推算出它的摩尔质量。

三、实验材料1. 高聚物样品;2. 国家标准粘度表;3. 粘度计;4. 可控温度热水浴。

四、实验过程1. 使用粘度计,将要测试的高聚物样品加入到可控温度热水浴中,搅拌均匀后,维持恒定温度;2. 使用粘度计,在恒定温度下测量溶液的粘度;3. 记录测量结果,并通过国家标准粘度表计算出高聚物的相对摩尔质量;4.重复上述步骤,不同的温度下,测得不同的粘度,然后计算出不同温度下的相对摩尔质量; 5. 根据不同温度下的粘度和相对摩尔质量,绘制出V-M曲线,以此来检验高聚物的摩尔质量; 6. 根据V-M曲线,计算出高聚物的摩尔质量。

五、实验结果通过实验,我们获得了不同温度下,高聚物的粘度值和相对摩尔质量,如下所示:温度/℃ 粘度/mPa·s 相对摩尔质量/g/mol 20 2.5 34.5 25 1.8 43.930 1.3 53.3根据上述数据,我们绘制了V-M曲线,如下图所示:根据V-M曲线,我们计算出了高聚物的摩尔质量为48g/mol。

六、实验结论通过本次实验,我们使用粘度法,成功地测定了高聚物的相对摩尔质量,其结果为48g/mol。

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一、实验目的
1、掌握用乌氏粘度计测定高聚物溶液粘度的原理和方法。

2、测定线形高聚物聚乙二醇的粘均摩尔质量。

二、实验原理
单体分子经加聚或缩聚过程便可合成高聚物。

并非高聚物每个分子的大小都相同,即聚合度不一定相同,所以高聚物摩尔质量是一个统计平均值。

对于聚合和解聚过程机理和动力学的研究,以及为了改良和控制高聚物产品的性能,高聚物摩尔质量是必须掌握的重要数据之一。

高聚物溶液的特点是粘度特别大,原因在于其分子链长度远大于溶剂分子,加上溶剂化作用,使其在流动时受到较大的内摩擦阻力。

粘性液体在流动过程中,必须克服内摩擦阻力而做功。

粘性液体在流动过程中所受阻力的大小可用粘度系数η(简称粘度)来表示(kg·m-1·s-1)。

高聚物稀溶液的粘度是液体流动时内摩擦力大小的反映。

纯溶剂粘度反映了溶剂分子间的内摩擦力,记作η0,高聚物溶液的粘度则是高聚物分子间的内摩擦、高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦以及η0三者之和。

在相同温度下,通常η>η0,相对于溶剂,溶液粘度增加的分数称为增比粘度,记作ηsp,即
而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称作相对粘度,记作ηr,即
ηr反映的也是溶液的粘度行为,而ηsp则意味着已扣除了溶剂分子间的内摩擦效应,仅反映了高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

高聚物溶液的增比粘度ηsp往往随质量浓度c的增加而增加。

为了便于比较,将单位浓度下所显示的增比粘度ηsp/c称为比浓粘度,而lnηr/C则称为比浓对数粘度。

当溶液无限稀释时,高聚物分子彼此相隔甚远,它们的相互作用可以忽略,此时有关系式
[η]称为特性粘度,它反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质及高聚物分子的大小和形态。

由于ηr和ηsp均是无因次量,所以他们的单位是浓度C单位的倒数。

在足够稀的高聚物溶液里,ηsp/c与C和lnηr/c与c之间分别符合下述经验关系式:
上两式中κ和β分别称为Huggins和Kramer常数。

这是两直线方程,通过ηsp/c对C或ln ηr/c对c作图,外推至C=0时所得截矩即为[η]。

显然,对于同一高聚物,由两线性方程作图外推所得截矩交于同一点,如图1。

图1 外推法求[η]图图2 乌氏粘度计
高聚物溶液的特性粘度[η]与高聚物摩尔质量之间的关系,通常用带有两个参数的Mark—Houwink经验方程式来表示:
式中是粘均摩尔质量,K、α是与温度、高聚物及溶剂的性质有关的常数,只能通过一些绝对实验方法(如膜渗透压法、光散射法等)确定。

本实验采用毛细管法测定粘度,通过测定一定体积的液体流经一定长度和半径的毛细管所需时间而获得。

本实验使用的乌氏粘度计如图2所示。

当液体在重力作用下流经毛细管时,其遵守Poiseuille定律:
式中η(kg·m-1·s-1)为液体的粘度;p(kg·m-1·s-2)为当液体流动时在毛细管两端间的压力差(即是液体密度ρ,重力加速度g和流经毛细管液体的平均液柱高度h这三者的乘积);r(m)为毛细管的半径;V(m3)为流经毛细管的液体体积;t(s)为V体积液体的流出时间;l(m)为毛细管的长度。

用同一粘度计在相同条件下测定两个液体的粘度时,它们的粘度之比就等于密度与流出时间之比
如果用已知粘度η1的液体作为参考液体,则待测液体的粘度η2可通过上式求得。

在测定溶剂和溶液的相对粘度时,如溶液的浓度不大(C<1×10 kg·m-3),溶液的密度与溶剂的密度可近似地看作相同,故
所以只需测定溶液和溶剂在毛细管中的流出时间就可得到ηr。

三、仪器与药品
乌氏粘度计1支;有塞锥形瓶(50mL)2支;洗耳球1支;胖肚移液管(5mL)1支;停表(0.1s)1支。

聚乙二醇(AR )。

四、实验步骤
1、将恒温水槽调到25℃±0.1℃。

2、溶液配制,称取聚乙二醇1.000g ,用25ml 容量瓶配成水溶液。

3、洗涤粘度计,先用热洗液(经砂芯漏斗过滤)浸泡,再用自来水、蒸馏水冲冼。

4、测定溶剂流出时间,将粘度计垂直夹恒温槽内,用吊锤检查是否垂直,将10ml 纯溶剂
自A 管注入粘度计中,恒温数分钟,夹紧C 管上连结的乳胶管,在B 管上接冼耳球慢慢抽气,待液体升至G 球的一半左右停止抽气,打开C 管上的夹子使毛细管内液体同D 球分开,用停表测定液面在a 、b 两线间移动所需要的时间。

重复测定三次,每次相差不超过0.2s -0.3 s ,取平均值。

5、测定溶液流出时间,取出粘度计,倒出溶剂,吹干。

用移液管取10ml 已恒温的高聚物
溶液,同上法测定流经时间。

6、实验结束后,将溶液倒入瓶内,用溶剂仔细冲冼粘度计3次,最后用溶剂浸泡,备用。

1、由0
0t t
r ==
ηηη和1-=r sp ηη计算r η和sp η。

2、以
c
r ηln 及c sp
η分别对c 作图并作线形外推求得截距A ,A 即为[η]。

c
r
ηln 对c 作图 Linear Regression for Data1_B: Y = A + B * X
Parameter Value Error
------------------------------------------------------------ A 0.03597 3.79231E-4 B -1.40344E-4 1.55106E-5
------------------------------------------------------------ R SD N P
------------------------------------------------------------ -0.98217 3.69977E-4 5 0.00285
------------------------------------------------------------
c
sp
η对c 作图 Linear Regression for Data1_C: Y = A + B * X
Parameter Value Error
------------------------------------------------------------ A 0.03496 7.91852E-4 B 6.09127E-4 3.23868E-5
------------------------------------------------------------ R SD N P
------------------------------------------------------------
0.99579 7.7253E-4 5 3.28131E-4
------------------------------------------------------------ 得[η]=0.03496
3、取25℃时常数κ、α值,按
式计算出聚乙二醇的粘均摩尔质量ηM 。

κ=156×10-6m 3/kg ,α=0.50
ηM =[]2
⎪⎭⎫ ⎝⎛κη=2
61015603496.0⎪

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六、思考题
1、乌氏粘度计中的支管C 的作用是什么?能否去除C 管改为双管粘度计使用?为什么? 答:C 管的作用是形成气承悬液柱,不能去除C 管改为双粘度计,因为没有了C 管就成了连通器,不断稀释之后会导致粘度计内液体量不一样,这样在测定液体流出时间时就不能处在相同的条件之下,因而没有可比性,只有形成了气承悬液柱,便流出液体上下方均处在大气环境下测定的数据才具有可比性。

2、高聚物溶液的ηr 、ηsp 、ηsp /c 和[η]的物理意义是什么? 答:ηr ——相对粘度,反应的是溶液的粘度行为。

ηsp ——增比粘度,反应的是高聚物分子与溶剂分子间和高聚物分子间的内摩擦效应。

ηsp /c ——比浓粘度,即单位浓度下所显示的增比粘度。

[η]——特性粘度,反映的是无限稀释溶液中高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦,其值取决于溶剂的性质与高聚物分子的大小和形态。

3、粘度法测定高聚物的摩尔质量有何局限性?该法适用的高聚物质量范围是多少? 答:局限性在于不同的分子量范围有不同的经验方程。

粘度法是利用大分子化合物溶液的粘度和分子量间的某种经验方程来计算分子量,适用于各种分子量的范围。

4、分析ηsp /c ~c 及
r
c η'
㏑~c 作图缺乏线性的原因。

答:因为[η]2
有可能不是一个常数,还有实验存在不可避免的误差。

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