План подготовки. К лабораторному занятию № 18. Свойства растворов высокомолекулярных соединений. Лабораторная работа «определение молекулярной массы вмс вискозиметрическим методом». . Приложение № 18. Часть А

ПЛАН ПОДГОТОВКИ

К лабораторному ЗАНЯТИЮ № 18

ТЕМА:

Свойства растворов высокомолекулярных соединений. Лабораторная работа «Определение молекулярной массы ВМС вискозиметрическим методом».

Литература для подготовки:

Лекция № 17.

[1]: С. 653-680, 688-700.

Базисные вопросы:

1. Растворы ВМС. Набухание. Устойчивость растворов ВМС.

2. Вязкость растворов ВМС.

3. ВМС как полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка.

4. Осмотическое давление растворов ВМС.

5. Выполнение лабораторной работы.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 18

Часть А

1. Назовите свойства растворов ВМС; а) общте с истинными растворами, б) общие с коллоидными растворами (золями), в) специфические.

2. Назовите важнейшие типы ВМС по строению молекул. Как зависят физико-химических свойства раствора от геометрической формы макромолекул?

3. Назовите этапы процесса образования раствора ВМС. Как возможность набухания связана со строением молекул?

4. Какие факторы влияют на величину набухания ВМС?

5. Вычислите степень набухания желатина в холодной воде, если масса сухого образца составляла 1,7г, а после контакта с водой увеличилась до 2,5 г.

Ответ:

0,47.

6. Изменяется ли степень набухания в зависимости от времени контакта полимера с растворителем?

7. Может ли степень набухания быть больше 1?

Ответ:

может.

8. Опишите факторы, влияющие на устойчивость растворов ВМС (высаливание, старение, коацервация).

9. Что понимают под вязкостью жидкости? Как количественно характеризуют вязкость?

10. В чем отличие течения растворов ВМС от растворов низкомолекулярных соединений?

11. Что понимают под относительной, удельной, приведенной и характеристической вязкостями раствора?

Ответ:

Поскольку растворитель влияет на конформационное состояние молекул, используют:

относительную вязкость — отношение коэффициента вязкости раствора h к коэффициенту вязкости растворителя h₀: ; удельную вязкость, которая показывает увеличение вязкости раствора по сравнению с растворителем: .

приведенная вязкость учитывает влияние концентрации ВМС на взаимодействие между молекулами: ; характеристическая вязкость отражает вязкость идеального раствора ВМС, когда отсутствует взаимодействие между молекулами: .

12. Вычислите относительную и удельную вязкость раствора ВМС, если время истечения равных объемов раствора и растворителя из капиллярного вискозиметра составило 115 и 93 секунды соответственно. (Примечание: вязкость η пропроциональна времени истечения жидкости)

Ответ: 1,236; 0,236.

1. Для каких ВМС характерно изоэлектрическое состояние?

Ответ: для полиэлектролитов.

13. Как заряд молекулы белка зависит от рН среды?

Ответ:

Молекулы белков состоят из аминокислот, связанных пептидными связями, на концах цепи находятся кислотные карбоксильные –СOOH и основные аминогруппы –NH₂.В растворе ионогенные группы ионизируются.

В слабокислой среде подавляется ионизация карбоксильных групп и макромолекула приобретает положительный заряд:

В слабой щелочной среде ионизируются кислотные группы, и белок ведет себя как слабая кислота, приобретая отрицательный заряд.

14. Какое состояние молекулы называют изоэлектрическим?

Ответ:

В зависимости от силы ионогенных групп при определенном рН заряды скомпенсированы, такое состояние молекулы называют изоэлектрическим, а соответствующее ему значение pH — изоэлектрической точкой (ИЭТ или pI).

15. Запишите уравнение Галлера и охарактеризуйте входящие в него величины.

Ответ: , где с – массовая концентрация (кг/м³);константа b учитывает гибкость и форму молекул в зависимости от условий растворения (от растворителя). При низких концентрация (с→0) и для полимеров, молекулы которых имеют форму глобулы (b=0) .

16. Рассчитайте осмотическое давление раствора белка с относительной молекулярной массой 10 000 г/моль, если его массовая концентрация равна 1,0 кг/м³, Т =310 К, коэффициент b=1.

Ответ: 257, 6 Па.

Часть Б

1. Как явление высаливания используют на практике?

2. Вычислите приведенную вязкость раствора полимера с массовой концентрацией 2г/л, если время истечения равных объемов раствора и растворителя из капиллярного вискозиметра составило 57 и 43 секунды соответственно.

Ответ: 0,163 л/г..

3. Рассчитать значения относительной, удельной и приведенной вязкости растворов ВМС по времени истечения раствора и растворителя из капиллярного вискозиметра. Графически найти характеристическую вязкость. Рассчитать молекулярную массу ВМС, если постоянные уравнения Марка –Куна –Хаувика K= 5,2∙10^-5, а =0,68.

Концентрация с, г/л

1,5

2,0

2,5

3,5

Время истечения t, с

95,7

111,1

116,5

121,9

127,6

133,3

Ответ: 0,1035 л/г, 71 000 г/моль

4. Почему свойства растворов ВМС –полиэлектролитов зависят от рН среды?

5. Как изменяются свойства раствора ВМС в изоэлектрическом состоянии?

6. Осмотическое давление водного раствора белка с массовой концентрацией 1кг/м³ при температуре физиологической нормы 310 К равно 292,7 Па. Определите молекулярную массу белка. Коэффициент b=1.

Ответ:8,80 кг/моль.

7. Осмотическое давление водного раствора полистирола с массовой концентрацией 4,176кг/м³ при температуре 298 К равно 120,9 Па. Определите молекулярную массу полистирола. Коэффициент b=1.

Ответ:99,96 кг/моль.

профессор

Ю. Гавронская

преподаватель

Л. Лапшина

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману