Методические указания - Полиэлектролиты (1156185), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Порядок работы с прибором см. вработе 3.Втермостатированнойячейкедлятитрованияготовятпоследовательно 6 растворов со следующими значениями рН: 6.5, 6.0, 5.5,5.0, 4.5, 4.0. Для этого к каждой порции в 20 мл дистиллированной водыдобавляют необходимое количество 0.01 М HCl, измеряя рН растворов при40°С (рН1). Затем эти растворы переносят в 6 пронумерованныхстаканчиков и в каждый из них вносят такое количество желатина, чтобыполучились 1 %-ные растворы. Желатин растворяют при перемешивании инагревании до 40°С на магнитной мешалке.
Вновь измеряют рН всехрастворов (рН2).Форма записи результатов:№№ / ппрН1рН = рН1 - рН2Строят графики зависимости рН = от рН1. Отмечают изоионнуюточку желатина.Задание:Объяснить, что такое изоионная точка полиамфолита, как ееможно оценить, от чего она зависит.Работа 5: Определение характеристической вязкостираствора полиэлектролита методом изоионного разбавленияЦель работы:Получение зависимостей приведенной вязкости отконцентрациидлярастворовчастичнонейтрализованнойполиакриловойкислотыприразбавлении их водой или водными растворами46Реактивы:Приборы ипосуда:хлорида натрия разных концентраций, нахождениеусловийизоионногоразбавления,определениехарактеристической вязкости раствора полиэлектролитаи степени связывания противоионов макроионами.Водныйрастворчастичнонейтрализованнойполиакриловой кислоты (ПАК) концентрации 0.1 г/дл истепени нейтрализации 0.5, водные растворы хлориданатрия концентраций: 0.00125 М, 0.0025 М, 0.005 М.Термостат, вискозиметр, секундомер, груша резиновая,цилиндры мерные на 10 мл (2 шт.), промывалка сдистиллированной водой, цифровая пипетка снаконечником, стакан для слива.Работа выполняется на капиллярном вискозиметре Уббелоде при 25С.Порядок работы с вискозиметромНа контактном термометретермостата устанавливают 25С ивключают термостат в сеть на~220 В.Сначалапромываютвискозиметр(рис.14)дистиллированной водой.
Для этогочерез трубку 1 вводят в вискозиметр10 мл воды. Закрыв кран на трубке3,заполняюткапилляриизмерительный шарик А водой спомощью груши, надетой на трубку2. Отсоединив грушу от прибора,дают воде стечь в основнойрезервуар вискозиметра. Повторяютэту процедуру 2 – 3 раза и выливаютводу из вискозиметра через трубку 1в стакан для слива.Вводят в вискозиметр 8 млрабочей жидкости (растворителяили раствора). Закрыв кран натрубке 3, смачивают ею внутренниеРис.14.
Вискозиметр Уббелодестенки капилляра и измерительногошарикапутемвсасывания ивыдавливания из них жидкости с помощью груши, надетой на трубку 2.После 5-минутного термостатирования приступают к измерениювремени истечения. Для этого при закрытом кране на трубке 3, заполняюткапилляр и измерительный шарик, всасывая жидкость с помощью груши47всегда примерно до одного и того же уровня выше верхней метки надизмерительным шариком. Отсоединяют грушу от прибора, открывают крантрубки 3 и измеряют секундомером время истечения рабочей жидкости отверхней метки над шариком до нижней – под ним. Время истеченияопределяют не менее трех раз, записывая все измерения в тетрадь и берядля расчетов среднее.Отсчеты по секундомеру не должны расходиться более, чем на 0.4 сек.Отклонения, превышающие указанную величину, могут быть вызванылибо колебаниями температуры, либо присутствием пыли в растворе.Поэтому в процессе работы надо тщательно следить за постоянствомтемпературы и чистотой измеряемых жидкостей.
Растворители дляразбавления раствора отмеряют либо мерным цилиндром, либо цифровойпипеткой.Порядок работы с цифровой пипеткой––––Вращая операционную головку пипетки, устанавливают в окне ручкизначение добавляемого объема растворителя.Одевают съемный наконечник на конус пипетки.Взятие пробы: a) держа пипетку правой рукой так, чтобыуказательный палец находился под ушком ручкипипетки, осторожно нажимают головку плунжерадо первой остановки,b) погружают наконечник на 2-3 мм в жидкость имедленно отпускают головку плунжера (пробавзята),c) для выливания пробы мягко нажимают на головкуплунжера до первой остановки, через 1 секнажимают до второй остановки.После работы снимают наконечник с помощью специальноготолкателя и моют его водой.Методика работыВ чистый термостатированный вискозиметр помещают 8 млрастворителя – дистиллированной воды.
Измерив время истечения воды,выливают ее из вискозиметра, по возможности более полно, вытесняя водуиз капилляра с помощью груши.Помещают в вискозиметр 8 мл исходного водного раствораполиэлектролита и измеряют времена истечения растворов разныхконцентраций, выполняя разбавление раствора полимера непосредственнов вискозиметре последовательным добавлением 8 мл, 8 мл и 16 мл воды.После окончания измерений раствор выливают и тщательно моютвискозиметр водой.48Для подбора условий изоионного разбавления берут растворполиэлектролита некоторой исходной концентрации (0.1 – 0.05 г/дл) ипроводят две серии разбавлений этого раствора, используя в качестверастворителей растворы хлорида натрия концентраций С1и С2 (0.005 –0.00125 М по указанию преподавателя).Одну порцию (8 мл) раствора ПАК помещают в чистый вискозиметр,измеряют время истечения этого раствора, затем разбавляют его растворомсоли концентрации С1, добавляя последовательно 4 мл, 8 мл и 8 млраствора соли и измеряя времена истечения растворов, как описано выше.Окончив измерения, моют вискозиметр водой.Другую порцию (8 мл) раствора ПАК той же концентрации помещаютв вискозиметр и выполняют аналогичные измерения, используя дляразбавления раствор соли концентрации С2.Форма записи результатов:Полимер –Растворитель –Температура измерения:Времяистечениярастворителя:Концентрацияраствора, г/длчистого t0 =t – время истеченияраствора, секотн tt0уд tуд 1 п р t0сОбработка результатовНа одном графике строят три зависимости приведенной вязкости отконцентрации для разбавления раствора полиэлектролита водой исолевыми растворами разных концентраций.
Зависимость, имеющаяпрямолинейный характер, соответствует изоионному разбавлению.Экстраполируя эту зависимость к нулевой концентрации полиэлектролита,находят характеристическую вязкость раствора полиэлектролита приданной ионной силе раствора (I). По уравнению (13) рассчитывают долюсвободных противоионов () и степень связывания (1 - ) противоионовмакроионами.Форма записи результатов:Концентрацияисходного раствораПАК, осново-моль/л49 I1-Задание:Что такое полиэлектролитное набухание и каковы егопричины?Объяснить,чемобусловленосвязываниепротивоионов макроионами и от чего оно зависит.Работа 6: Кооперативные реакции между макромолекуламиполиэлектролитовЦель работы:Реактивы:Приборы ипосуда:Получение кривых потенциометрического титрованияслабой поликислоты (полиоснования) и эквимольныхсмесей поликислоты ссолью полиоснования(полиоснования с солью поликислоты); получениезависимости степени превращения от рН в реакцииобмена между молекулами полиэлектролитов.Водные растворы полиакриловой кислоты (ПАК) иполиэтиленимина(ПЭИ)концентрации0.01 осн.
моль/л; водные растворы полиакрилата натрия(ПАК-Na)ихлористоводороднойсолиполиэтиленимина(ПЭИ-HCl)концентрации0.01 осн. моль/л; водный раствор HCl (0.1М); водныйраствор NaOH (0.1М).рН-метр (фирмы Mettler Toledo, Швейцария), магнитнаямешалка, стаканчики (50 мл, 2шт), бюретки (2шт).Работа выполняется на рН-метре с комбинированным электродом,объединяющим стеклянный измерительный электрод и электрод сравненияпри комнатной температуре.
Порядок работы с прибором см. в работе 1.Методика работыТитрование растворов поликислоты и полиоснования20 мл водного раствора ПАК (или ПЭИ) концентрации0.005 осново-моль/л титруют раствором щелочи до рН = 11 (или ПЭИтитруют раствором соляной кислоты до рН = 3). Титрант добавляют по0.1 мл.Титрование смесей полиэлектролитов20 мл эквимольной смеси (ПАК+ПЭИ-HCl) концентрации 0.005осново-моль/л, считая на один из компонентов, титруют раствором щелочидо рН = 8.5. А 20 мл эквимольной смеси (ПЭИ+ПАК-Na) титруютраствором соляной кислоты до рН = 3. Титрант в обоих случаях добавляютпо 0.1 мл.50Форма записи результатов:Количество добавленной NaOH или HCl (мл)рН раствораОбработка результатовСтроят 4 кривые титрования: ПАК и смеси (ПАК+ПЭИ-HCl), ПЭИ исмеси (ПЭИ+ПАК-Na).Степень превращения () в реакции обмена, протекающей в кислойобласти рН, рассчитывают по формуле (17), принимая рКХАР.ПК = 4.8.Расчет выполняют для пяти произвольно выбранных значений рН накривой титрования смеси (ПАК+ПЭИ-HCl) в области от исходного рН этойсмеси до значения рН исходного раствора одной ПАК.Форма записи результатов:pH[H+], моль/лV, лNaOHq, моль q / VО, моль/л*СОCтепень превращения () в реакции обмена, протекающей в щелочнойобласти рН, рассчитывают по формуле (18), принимая рKХАР.ПО = 6.7.Расчет выполняют для пяти произвольно выбранных значений рН накривой титрования смеси (ПЭИ+ПАК-Na) в интервале от исходного рНэтой смеси до значения рН исходного раствора одного полиоснования.Форма записи результатов:pH [OH-], моль/лV, лHClq, моль q / VО, моль/л*СОНа одном графике строят зависимости от рН для реакций обменамежду полиэлектролитами, протекающих в кислой и щелочной областяхрН.Задание:51Объяснить причины протекания реакций обмена между слабойполикислотой (полиоснованием) и солью полиоснования(поликислоты).
Какой вывод следует сделать из зависимостистепени превращения от рН?Литература1. Практикум по высокомолекулярным соединениям под редакциейВ. А. Кабанова, М., “Химия”, 1985.2. Энциклопедия полимеров, М., БСЭ, т. 3, 1977.3. В. Н. Цветков, В. Е. Эскин, С. Я. Френкель, Структура макромолекул врастворах, М., “Наука”, 1964.4. Г. Моравец, Макромолекулы в растворе, М., “Мир”, 1967.5.
Ч. Тенфорд, Физическая химия полимеров, М., “Химия”, 1965.6. Ф. Гельферих, Иониты, М., ИЛ, 1962.52.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
