Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Экспериментальная часть работы представлена в двух вариантах. Вариант для выполнения практической части работы определяется преподавателем.
Вариант № 1
Цель работы: исследовать кинетику набухания и зависимость скорости набухания от времени для различных образцов полимеров, определить степень набухания, константу скорости набухания и число набухания ВМС.
Приборы и реактивы:
1. Образцы полимеров (2 обр. размером не менее 1х1, массой 0,1 – 1 г);
2. Конические колбы или химические стаканы – 4 шт;
3. Стеклянная палочка;
4. Водные растворы солей моно- или поливалентных металлов или дистиллированная вода;
5. Органические растворители (толуол, бутанол);
6. Аналитические весы;
7. Фильтр Шотта.
Порядок выполнения работы:
1. Образец высушенного полимера (массой не менее 0,1–1 г) взвешивают на аналитических весах и помещают в колбу или химический стакан с заданной средой набухания.
2. Через равные промежутки времени, например 10 мин, набухший образец отфильтровывают через тонкую пористую сетку (или фильтр Шотта) и переносят в другой химический стакан и взвешивают на аналитических весах (стакан предварительно взвешивают). Результаты измерений записывают в табл. 1. Набухший гель снова помещают в тот же самый раствор на 10 мин. Эксперимент повторяют до тех пор, пока масса взвешенного набухшего полимера не перестанет изменяться.
Таблица 1
Опытные данные по кинетике набухания полимера
Условия набухания гидрогеля: температура °С,_____; среда набухания_______; масса сухого образца m0__г; масса набухшего образца mt ___ г;исходный объем раствора____ мл.
Время набухания, t, мин | Масса образца m, г | Степень набухания, α, г/г | Скорость набухания, dα/dt | ln[m1∞-m10], г/г |
m1 | ||||
m2 | α1 | |||
m3 | α2 | |||
m4 | α3 | |||
m5 | α4 | |||
∞ | mmax | αmax |
Константа скорости набухания K ………
Равновесная степень набухания αмакс ………. г/г.
По результатам опыта строят кривую набухания m1τ, τ, а также график ln(m1∞ - m1τ), τ для определения константы набухания К. Вычисляют число набухания.
Обработка результатов
1. По данным табл.1 строят график зависимости степени набухания от времени, где по оси ординат откладывают степень набухания α (г/г), по оси ординат – время в минутах.
2. На полученных кривых набухания α = f (t) проводят касательные для различных величин α. Находят тангенсы углов, составляемые касательными с осью абсцисс tg ϕ = dα/dt, рассчитывают скорости набухания полимеров.
3. Строят график зависимости ln [αмакс − α(t)] от t (мин) для данного растворителя и по тангенсу угла наклона определяют константу набухания.
По данным таблицы 1 строят график зависимости количества поглощенной жидкости от времени. Кинетика набухания описывается уравнением, подобным уравнению необратимой реакции первого порядка:
W=dV/dt =K(Vmax - Vt); W=dm/dt =K(mmax - mt) (6.8),
где W – скорость набухания, Vt - количество жидкости, поглощенной веществом к моменту времени t; Vmax - максимальное количество жидкости, поглощенной веществом, K – константа скорости набухания.
Интегрируя данное уравнение (6.8), получаем:
- ln (Vmax – Vt) + ln (Vmax) = kt (6.9)
или –2.3*lg (Vmax – Vt) + 2.3*lg (Vmax) = kt (6.10)
Переносим 2.3*lg (Vmax) в правую часть и каждый член уравнения делим на -2.3. В результате получаем:
lg (Vmax – Vt) = -0.434*kt + lg Vmax (6.11)
Это уравнение прямой в координатах lg (Vmax–Vt) = a*t + b (рис. 2), где а = – 0.434*k и представляет собой тангенс угла α, образуемого прямой с осью абсцисс. Отсюда константа скорости набухания k равна:
k = - tg α/ 0.434 = tg β/ 0.434 (6.12)
Рис. 6.5. Графический способ определения констант скорости набухания.
Вариант № 2
Цель работы: Экспериментально определить величину, степень набухания и изоэлектрическую точку желатина, изучить влияние различных факторов на набухание.
Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 797 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!