karta ćwiczenia wiskozymetryczne oznaczanie stopnia polimeryzacji celulozy grupa: ______ osoby wykonujące ćwiczenie: data: ________________

Karta ćwiczenia
Wiskozymetryczne oznaczanie stopnia polimeryzacji celulozy
grupa: ______ osoby wykonujące ćwiczenie: data: _________________
____________________________________
____________________________________
rodzaj celulozy
____________________________________
Wprowadzenie:
Wiskozymetria, czyli pomiar lepkości jest bardzo wygodną metodą
określania średniej masy cząsteczkowej lub stopnia polimeryzacji
polimerów, głównie ze względu na prostotę wykonania. Zależnością
opisująca masę cząsteczkową polimeru jest równanie Marka-Houwinka: []
= KM, w którym [] oznacza graniczną liczbę lepkościową, a K i  są
parametrami zależnymi od rodzaju polimeru i rozpuszczalnika oraz
temperatury. W wyniku pomiaru otrzymuje się lepkościowo średnią masę
cząsteczkową.
Graniczna liczba lepkościowa (dawniej lepkość istotna) określona jest
wzorem:
lub
 – lepkość rozworu, 0 – lepkość czystego rozpuszczalnika, sp –
lepkość właściwa, rel – lepkość względna, c – stężenie. Jednostką
granicznej liczby lepkościowej jest zazwyczaj cm3/g. W celu
wyznaczenia [] wyznacza się lepkości właściwe i względne dla kilku
różnych stężeń, a następnie sporządza wykres zależności sp/c lub lnrel/c
od stężenia i ekstrapoluje do zerowego stężenia. W przypadku dobrze
opisanych polimerów często korzysta się z prostszej zależności, która
pozwala na wykonanie obliczeń z pojedynczego pomiaru, np. z równania
Hugginsa: .
Do pomiaru lepkości wykorzystuje się wiskozymetr kapilarny Ubelohdego:
1 – rurka pomiarowa z kapilarą, 2 – rurka odpowietrzająca, 3 – rurka
do napełniania, 4 – zbiorniczek na roztwór, 5 – naczynie poziomujące,
6 – zwieńczenie sferyczne, 7 – kapilara pomiarowa, 8 – bańka
pomiarowa, 9 – bańka zabezpieczająca, M1 i M2 – górny i dolny punkt
pomiarowy. Wynikiem pomiaru jest czas przepływu przez kapilarę, z
którego można wyznaczyć lepkość ze wzoru = K (t – ), gdzie K –
stała wiskozymetru, t – czas wypływu i  – poprawka na energię
kinetyczną. Do wyznaczenia sp potrzebne są tylko wartości czasów
wypływu:.
Do pomiarów lepkości celulozy stosuje się rozpuszczalniki kompleksowe,
takie jak odczynnik Schweitzera (CUAM – wodorotlenek
tetraaminamiedzi(II)). Odczynnik ten ma małą trwałość, więc obecnie
zastępowany jest roztworem CUEN (wodorotlenek
bis(etylenodiamina)miedzi(II)) lub CADOXEN (wodorotlenek
bis(etylenodiamina)kadmu(II)), który jest bezbarwny, ale bardziej
toksyczny niż CUEN. Dla pomiarów lepkości roztworów celulozy w CUEN
stosuje się równanie Martina:
, gdzie k = 0,13.
Przepis laboratoryjny:
Rozpuszczanie celulozy: W kolbce o pojemności 50 cm3 należy odważyć
~250 mg (0,25 g) celulozy suchej (ew. o znanej wilgotności), z
dokładnością do 0,0001 g. Do kolbki należy dodać dokładnie 25 cm3 wody
destylowanej, wprowadzić magnesik, zamknąć całość korkiem i umieścić w
statywie na mieszadle magnetycznym. Po uruchomieniu mieszadła należy
poczekać ok. 10 min., aby nastąpiło rozwłóknienie celulozy, a
następnie dodać dokładnie 25 cm3 roztworu CUEN. Właściwy proces
rozpuszczania trwa od 1 do nawet kilkunastu godzin, w zależności od
struktury i masy cząsteczkowej próbki (czas ustalić z prowadzącym).
Można przeprowadzić próbę na całkowite rozpuszczenie, sącząc roztwór
przez zważony lejek Schotta, przemywając wodą destylowaną do zaniku
barwy, ~30 cm3 5% kwasu octowego i znów wodą. Po wysuszeniu lejek
należy zważyć i obliczyć przyrost masy. Jeśli ilość próbki pozostałej
po sączeniu przekracza 5% masy początkowej (~12 mg), pomiar należy
uznać za niepoprawny.
Pomiar lepkości: Roztwór celulozy należy wprowadzić do wiskozymetru,
tak aby menisk roztworu w zbiorniku 4 znajdował się między kreskami.
Wiskozymetr umocować ostrożnie w statywie głowicy i całość umieścić w
termostacie na 15-20 min. w celu wyrównania temperatury w układzie
pomiarowym. Pomiar wykonuje się zamykając rurkę odpowietrzającą za
pomocą dźwigni na głowicy (w porozumieniu z prowadzącym),
przepompowując roztwór powyżej górnego punktu pomiarowego (należy
uważać, aby nie było pęcherzyków powietrza) i zwalniając głowicę
przyciskiem. Czas wypływu przez kapilarę zostaje zapisany
automatycznie. Należy wykonać 3 kolejne pomiary i wyznaczyć średnią.
Interpretacja wyniku:
Na podstawie zmierzonego średniego czasu wypływu należy obliczyć
wartość lepkości właściwej: . Od zmierzonego czasu należy odjąć
, tzw. poprawkę Hagenbacha. Jej wartości są podawane w formie
stabelaryzowanej przez producenta wiskozymetru. Na potrzeby
sprawozdania można na stronie
http://andrzej_radomski.users.sggw.pl/chpdr/hagenbach.php uzyskać
wartości dla kapilary Ic, używanej w ćwiczeniu. Znając wartości
lepkości właściwej i stężenia, można z równania Martina wyznaczyć
wartość granicznej liczby lepkościowej. Równanie Martina nie posiada
rozwiązania analitycznego (dostępnego na poziomie studiów
niematematycznych). W normach rozwiązanie podaje się w formie tabel.
Rozwiązanie równania można łatwo uzyskać metodami numerycznymi (np.
funkcja „szukaj wyniku” lub „solver” z Excella). Na potrzeby
sprawozdania wynik jest dostępny na stronie
http://andrzej_radomski.users.sggw.pl/chpdr/martin.php. Wartość
średniego stopnia polimeryzacji wyznacza się na koniec z równania
Immerguta: .
Wyniki:
czas wypływu rozpuszczalnika, t0 – 0
40,29 s
czas wypływu roztworu, t (3 wyniki)
s
s
s
średni czas, t
s
poprawka Hagenbacha, 
s
lepkość właściwa, sp
masa celulozy, m
mg
stężenie, c
g/cm3
graniczna liczba lepkościowa, []
cm3/g
średni stopień polimeryzacji celulozy, Pv
Uwagi:

  • ISEF N° 1 DR ENRIQUE ROMERO BREST CONVOCA A
  • ANGLICKÉ IDIOMY BREATH AND BREATHE X
  • I AM FAMOUS NOW I WAS BORN TODAY ONE
  • SEDES PARA LAS OPOSICIONES DOCENTES 2018 PROFESORES DE ENSEÑANZA
  • ESTT OEP 2013 GRUPO DE MATERIAS COMUNES DE
  • 5 CIRCULAR N°39 DEL 25 DE JUNIO DEL 2009
  • NEWSLETTER 2 DEAR ALL IT HAS BEEN QUITE SOME
  • DE LA VISIÓN Y ENIGMA CUANDO SE CORRIÓ ENTRE
  • ¿QUÉ ES EL PROGRAMA DESATAR AL ANCIANO Y AL
  • EL DÍA 8 DE MARZO DIERON COMIENZO LAS CLASES
  • NA PODSTAWIE USTAWY Z DNIA 22 MARCA 1990 R
  • ŁĄCZNIK PROSTOLINIOWY 2 UNIWERSYTET JANA KOCHANOWSKIEGO W KIELCACH WYDZIAŁ
  • ACUERDO NO 2207 DE 2003 (NOVIEMBRE 26) “POR EL
  • VERSION 10 DATE OF ISSUE 11282014 PAGE 2 OF
  • CERTIFICADO FINAL DE OBRA Y HABITABILIDAD CERTIFICAT FINAL
  • GUÍA PARA LA CONFECCIÓN DE UN PROGRAMA DE SEGURIDAD
  • L ORD DAFYDD ELISTHOMAS AM WAS A MEMBER OF
  • PROTECTION AND PERMANENCY MEMORANDUM PPM 0524 TO SERVICE REGION
  • LA DOBLE VIDA DE UN EJECUTIVO DE PRONTO ELLA
  • (P DEL S 2334) LEY 2962012 5 DE OCTUBRE
  • ENVIRONNEMENT CHAPITRE 1 LES NUISANCES SONORES TEXTES DE
  • VERB HUBS 2 THIS IS THE SECOND VERB HUB
  • PRIJAVA NA JAVNI RAZPIS ZA SOFINANCIRANJU KULTURNIH PROGRAMOV
  • JKP «TOPLANA» BOR UPRAVNI ODBOR BROJ 4362010 BOR
  • NA OSNOVU ČLANA 110 STAV (1) ZAKONA O IGRAMA
  • UNIDAD 2 DESARROLLO AFECTIVO DE 0 A 6 AÑOS
  • ZAŁĄCZNIK NR 4 DO SIWKOP UMOWA ZOZNATNR…… A
  • LJILJANA SLUNJSKI OŠ BUDAŠEVO TOPOLOVAC GUŠĆE TERENSKA NASTAVA JESEN
  • GDP SZÁMÍTÁSI FELADAT EGY NEMZETGAZDASÁG KÉT ÉVÉRŐL A KÖVETKEZŐKET
  • WHERE THERE IS A WILL DOES A TRUST