Вязкость растворов биополимеров.

Целевые задачи:

иметь представление:

- о типах вязкости;

- об основных причинах высокой вязкости биополимеров;

-о методах измерения вязкости растворов ВМС.

Надо знать:

8. Что такое аномальная вязкость, почему она возникает в растворах ВМС?

9. Факторы от которых зависит вязкость растворов биополимеров.

10. Понятия удельной, характеристической, приведенной вязкости полимеров.

4.Законы Ньютона, Пуазейля, уравнение Штаудингера.

Блок информации (по указанию преподавателя):

35

Лабораторная работа.

«Определение молекулярной массы биополимера вискозиметрическим методом».

Цель работы: освоить вискозиметрический метод для определения молекулярной массы ВМС.

Выполнение эксперимента:

Оборудование: вискозиметр ВПЖ-2м, секундомер, цилиндры вместимо­стью 25, 50 мл.

Реактивы: водные растворы крахмала четырех концентраций, дистиллированная вода.

Выполнение эксперимента:

Для измерения времени истечения жидкости на отводную трубку (6) вискозиметра надевают резиновый шланг. Далее, зажав пальцем колено (5) и перевернув вискозиметр, опускают колено (1) в сосуд с раствором биополимера и засасывают её с помощью груши до отметки М₂ резервуара, следя за тем, чтобы в жидкости не образовывалось пузырьков воздуха.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет отметки М₂ резервуара (3), вискозиметр вынимают из сосуда и быстро переворачивают в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена (1) избыток жидкости и надевают на него резиновую трубку. Далее засасывают жидкость в колено (1) примерно до одной трети резервуара (2). Сообщают колено (1) с атмосферой и определяют время опускания мениска жидкости от отметки М₁ до отметки М_2. (Т)

 

 

Рис. Вискозиметр ВПЖ-2м.

Вязкость вычисляют по формуле, по среднему (из нескольких измерений) времени истечения жидкости:

где:

η – кинетическая вязкость жидкости, мм²/с

L – постоянная вискозиметра, мм²/с²

T – время истечения жидкости, с

g – ускорение свободного падения, мм/с²

По данным вискозиметрических измерений рассчитывают молярную массу ВМС выразив её из уравнения Штаудингера:

= K * M^α , отсюда M =

M – молярная масса ВМС, г/моль

K – константа, характерная для полимеров одного гомологического ряда

(для гомологического ряда полисахаридов К = 6.1х 10^-4 )

α – константа, характеризующая гибкость макромолекул и их взаимодействие с молекулами растворителя (α= 0,63)

 

Расчеты:

 

--------------

M = =

 

Вывод:

__________________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________________

 

__________________________________________________________________________

Домашнее задание.

1. Определите молярную массу рибонуклеазы, если результаты вискозиметрического метода для водных растворов рибонуклеазы следующие: характеристическая вязкость водного раствора полимера = 0,033 м³| кг; К= 5,1х10^-5; α = 0,68

2. Рассчитайте удельную и относительную вязкость раствора белка, если время истечения этого раствора равно 600 сек., а время истечения воды – 240 сек. Плотность раствора белка равна 1,008 г/ см ³.

3. Молярная масса биополимера 230000 г/моль. Вычислить характеристическую вязкость раствора биополимера, используя следующие эмпирические констнты: К=1.15 х 10^-4; α = 0,72.

 

4. Относительные вязкости ряда водных растворов биополимера определены вискозиметрическим методом при температуре 298К:

 

Результаты определения представлены в таблице:

 

Концентрация раствора в г/л	0,247	0,499	0,999	1,998
Относит.вязкость	1,355	1,782	2,879	6,090

 

Определите характеристическую вязкость раствора биополимера.