Работу начинают с определения вязкости раствора полимера. В колено 6 с помощью пипетки наливают 5 мл исходного раствора. После 10 – 15 мин термостатирования при помощи груши с резиновой трубкой, надетой на колено 5 вискозиметра, засасывают раствор в шарик вискозиметра чуть выше верхней метки. При этом колено 2 должно быть закрыто с помощью зажима на резиновой трубке, надетой на конец колена. Затем приоткрывают зажим и определяют время истечения раствора из шарика 4 в резервуар 1. В момент прохождения жидкостью верхней метки включают секундомер и измеряют время, необходимое для истечения жидкости от верхней метки измерительного шарика до нижней. Определение времени истечения жидкости проводят таким образом не менее трех раз и вычисляют среднее значение из трех измерений. После этого раствор полимера разбавляют непосредственно в вискозиметре, добавляя с помощью пипетки точно измеренное количество растворителя, и определяют время истечения разбавленного раствора. Разбавление растворов проводят последовательно несколько раз таким образом, чтобы концентрация каждого последующего раствора была в два раза меньше концентрации предыдущего. Рассчитывают концентрации исследуемых растворов в г/100 мл.
После каждого разбавления измеряют время истечения полученных растворов таким образом, как это было описано для исходного раствора. По окончании работы с растворами полимера вискозиметр промывают несколько раз растворителем, засасывая его каждый раз в капилляр 3 и шарик 4. Затем промывную жидкость выливают из вискозиметра, наливают в него 5 мл чистого растворителя и определяют время истечения растворителя. Средние значения времени истечения растворителя и растворов записывают в таблицу (см. табл. 2).
Таблица 2.
Концентрация раствора полимера С, г/100 мл | Время истечения полимера t, с | |||
t1 | t2 | t3 | tсреднее | |
Обработка экспериментальных данных
Рассчитывают значения относительной, удельной, приведенной и логарифмической приведенной вязкости и записывают полученные данные в таблицу 3.
Таблица 3.
Форма записи результатов расчетов
Концентрация раствора полимера С, г/100 мл | Время истечения раствора tсреднее, с | hотн (6) | hуд (7) | hуд/с (8а) | (ln hотн)/с (8б) | [h] (9) |
Строят графики зависимости величин hуд/С и ln hотн/С от концентрации раствора С (рис. 1) и экстраполируют полученные прямые к нулевой концентрации. Отсекаемые на оси ординат отрезки дают значения характеристической вязкости [h]. В случае, если прямые не пересекаются в одной точке, определяют среднее значение характеристической вязкости. По тангенсу угла наклона прямых определяют значения константы Хаггинса k1 (уравнение 12) и константы k2 уравнения (14).
Согласно рис. 1 и уравнений (12) и (14) k1 = tga / [h]2 и k2 = tgb / [h]2. Значения тангенсов рассчитывают как отношение сторон соответствующих треугольников с учетом масштаба, выбранного для построения графиков.
Полученные значения характеристической вязкости, а также значения констант k и a (k=16,6×10-5, a=0,88) подставляют в уравнение (10) и рассчитывают молекулярную массу исходного полимера.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Коэффициент вязкости Объясните принцип действия капиллярного вискозиметра. Каков физический смысл постоянной капиллярного вискозиметра, как она экспериментально определяется? Что называют относительной, удельной и характеристической вязкостью? Как их определяют? Как зависит вязкость растворов полимеров от их молекулярной массы, формы макромолекул и их термодинамического сродства к растворителю? Напишите уравнение Марка-Куна-Хаувинка.Приложение
Таблица 1.
Молекулярная масса и плотности спиртов
Вещество | М·103 (кг/моль) | ρ·10-3(кг/м3) при температуре, оС | |||
0 | 10 | 20 | 30 | ||
Этиловый спирт С2Н6О | 46 | 0,8062 | 0,7979 | 0,7895 | 0,7810 |
Пропиловый спирт С3Н8О | 60 | 0,8193 | 0,811 | 0,8035 | 0,797 |
Бутиловый спирт С4Н10О | 74 | 0,8246 | 0,8171 | 0,8086 | 0,8020 |
Изопропиловый спирт С3Н8О | 60 | - | - | 0,7851 | - |
Изобутиловый спирт С4Н10О | 74 | - | - | 0,7851 | - |
Таблица 2.
Поверхностное натяжение воды σжг при различных температурах
t0, С | σ·103, н/м |
0 | 75,49 |
5 | 74,75 |
10 | 74,01 |
15 | 73,26 |
16 | 73,14 |
17 | 73,02 |
18 | 72,89 |
19 | 72,78 |
20 | 72,75 |
21 | 72,58 |
22 | 72,44 |
23 | 72,28 |
24 | 72,13 |
25 | 71,78 |
30 | 71,16 |
40 | 69,56 |
50 | 68,71 |
60 | 66,12 |
Таблица 3.
Таблица 4.
Плотность и вязкость воды в интервале – 5 ÷ 30 оС
t, oC | ρ·10-3, кг/м3 | η·103, Па·с |
5 | 0,99999 | 1,5193 |
10 | 0, 99973 | 1,3073 |
15 | 0, 99913 | 1,1383 |
16 | 0, 99897 | |
17 | 0,99880 | |
18 | 0,99862 | |
19 | 0,99843 | |
20 | 0,99823 | 1,0020 |
21 | 0,99802 | |
22 | 0,99780 | |
23 | 0,99756 | |
24 | 0,99732 | |
25 | 0,99707 | 0,8902 |
26 | 0,99681 | |
27 | 0,99654 | |
28 | 0,99626 | |
29 | 0,99597 | |
30 | 0,99567 | 0,7973 |
Таблица 5.
Диэлектрическая проницаемость воды
t, оС | e·e0·1012, Ф/м | e |
0 | 777,5 | 87,83 |
10 | 742,3 | 83,86 |
20 | 708,9 | 80,08 |
25 | 692,8 | 78,25 |
30 | 677,0 | 76,47 |
40 | 646,5 | 73,02 |
50 | 617,3 | 69,73 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
Школа естественных наук ДВФУ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
по дисциплине «Поверхностные явления и дисперсные системы»
Специальность — 240403.65 Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов
г. Владивосток
2012
Самостоятельная работа студентов выражается в подготовке к практическим занятиям, выполнением домашних заданий, подготовка к коллоквиумам.
При самостоятельной подготовке необходимо работать не только с лекционным материалом, но и использовать литературные источники.
Работа с книгой. Изучать материал, относящийся к данной теме, следует по одному или нескольким из рекомендованных учебников (список рекомендуемой литературы приведен после требований к результатам изучения курса). Если возникают трудности при работе с основными учебниками, можно изучить соответствующую тему по дополнительной литературе, но затем следует обязательно вернуться к данной теме в учебнике. Для поиска необходимых сведений в учебнике можно использовать предметный указатель в конце учебника.
На самостоятельную работу выносится:
1. Изучение теоретического материала, используя список рекомендуемой литературы.
2. Решение контрольных заданий.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 |
Основные порталы (построено редакторами)