Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Цель работы: изучить явление набухания макаронных изделий на основе использования свойств органических веществ.
Теория. На приборе Догадкина получают зависимость объёма бензина, поглощенного каучуком, от времени набухания t. Вычисляют степень набухания каучука в каждый момент времени. Полученные данные вводят в ЭВМ и методом наименьших квадратов в предположении о кинетике первого порядка находят константу скорости набухания k. Строят графики в координатах = f(t) и = f(t), где - максимальная (предельная) степень набухания каучука. Через опытные точки на графике = f(t) проводят прямую, определяют тангенс угла наклона = k прямой и сравнивают полученное значение к с вычисленным на ЭВМ. Скорость растворения веществ друг в друге определяется скоростью взаимной диффузии. Растворение полимеров обычно протекает очень медленно. Медленность установления равновесия в системе полимер - растворитель обуславливает существование явления, характерного только для полимеров - набухания (см. методическое указание [2] главу 14). Набухание - это поглощение полимером низкомолекулярной жидкости или её пара, сопровождающееся увеличением объёма полимера и изменением конформации (формы) его макромолекул. Коэффициенты диффузии макромолекул полимера и молекул растворителя различаются в тысячи раз. Поэтому при соприкосновении полимера с низкомолекулярным растворителем молекулы жидкости быстро проникают в фазу полимера, а огромные макромолекулы за это время не успевают перейти в фазу растворителя, т.е. прежде чем раствориться, полимер набухает. Следовательно, набухание - это как бы одностороннее смешение, при котором полимер играет роль растворителя, а вещество, в котором он набухает - растворенного вещества. Различают ограниченное и неограниченное набухание. Неограниченное набухание - это набухание, самопроизвольно переходящее в растворение. Оно аналогично неограниченному смешению жидкостей, например, воды и этилового спирта. Так неограниченно набухает каучук в бензине (образуется резиновый клей). При ограниченном набухании самопроизвольного растворения полимера не происходит, т. е. макромолекулы полностью не отделяются друг от друга. Образуются две сосуществующие фазы: раствор низкомолекулярной жидкости в полимере и чистая низкомолекулярная жидкость (если полимер совсем не растворяется) или разбавленный раствор полимера в жидкости. Эти фазы отделены друг от друга явно видимой поверхностью раздела и находятся в равновесии.
Следует различать ограниченное набухание полимеров линейного и сетчатого строения. Для линейных полимеров этот процесс аналогичен ограниченному смешению жидкостей: при определенных условиях (температура, концентрация компонентов) набухание ограниченное, но при изменении условий оно может стать неограниченным. Например, желатин при комнатной температуре ограниченно набухает в воде, а при нагревании до 35°С растворяется неограниченно. Если в полимере имеется пространственная сетка, образованная химическими связями, то макромолекулы не могут быть разделены (без деструкции) друг от друга. Поэтому сетчатые полимеры могут набухать лишь ограниченно, образуя студни и гели. Состояние набухшего полимера характеризуют степенью набухания : где m - масса набухшего полимера, - масса исходного образца до набухания. Следовательно, численно равна массе жидкости, поглощенной одним граммом полимера. Для определения степени набухания необходимо измерить массу жидкости g, поглощенную полимером массой : Здесь V - объём поглощенной жидкости, - плотность жидкости. В процессе набухания изменяется во времени. При ограниченном набухании достигает предельного значения и далее не изменяется. Максимальная или равновесная степень набухания определяется природой полимера и растворителя (сродством между ними) и частотой пространственной сетки полимера (если она имеется). Скорость набухания лимитируется скоростью диффузии растворителя в фазу полимера и для полимеров, находящихся в исходном высокоэластическом состоянии, может быть описана кинетическим уравнением первого порядка: где k - константа скорости набухания, - степень набухания в момент времени t. Интегрирование уравнения (14.3) дает Таким образом, опытные точки по зависимости а от времени в координатах = f(t) должны группироваться вдоль прямой с тангенсом угла наклона, равным k. Исследование кинетики набухания проводят на приборе Догадкина. Прибор представляет собой U-образную трубку с двумя резервуарами - 1 и 2. Колена трубки проградуированы в кубических сантиметрах. Пробка 3 полая внутри, в стенках пробки и шлифа 4 имеются отверстия, которые могут совмещаться при повороте пробки, резервуар 1 при этом сообщается с атмосферой.
Образец полимера подвешивают на крючок 5. Растворитель, в котором осуществляют набухание полимера, наливают в трубку и отмечают исходный уровень жидкости по шкале на колене трубки. Затем пробку устанавливают так, чтобы отверстия в пробке и шлифе совпали. Нагнетая воздух, при открытом кране 6, перемещают растворитель из резервуара 2 в резервуар 1 так, чтобы полимер был полностью покрыт жидкостью. Поворачивают пробку, отсоединяя резервуар 1 от атмосферы, и закрывают кран 6. Через заданный интервал времени вновь открывают кран 6, совмещают отверстия в пробке и шлифе и перепускают растворитель из резервуара 1 в резервуар 2. Измеряют уровень жидкости h по шкале на стенке трубки. Степень набухания вычисляют по уравнению (14.2), определяя объём жидкости V как разность ( - h). Порядок выполнения работы В прибор Догадкина наливают жидкость, в которой планируют провести набухание полимера (бензин, толуол и др.), в таблицу 14.1 записывают исходное значение уровня жидкости . Образец полимера - вулканизированный каучук массой подвешивают на крючок 5. Далее определяют объём растворителя - V, поглощенный за время t. Измерения V проводят через 5-10 мин, увеличивая промежутки времени по мере набухания до 20-30 мин. Результаты измерений записывают в табл. 14.1. Опыт заканчивают, когда объём жидкости перестаёт изменяться (набухание завершилось). Достигнутая при этом степень набухания и есть . По уравнению (14.2) вычисляют степень набухания в каждый момент времени. Полученные данные вводят в ЭВМ и рассчитывают опытные значения и . Методом наименьших квадратов определяют константу скорости набухания k, а затем - расчетные значения . Строят графики в координатах = f(t) и = f(t). Ha последний в виде точек наносят опытные значения , a через расчетные значения (достаточно нанести две точки) проводят прямую. Определяют тангенс угла наклона = k прямой и сравнивают полученное значение k с вычисленным на ЭВМ. Таблица 14.1
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-11-27; просмотров: 119; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.172.180 (0.007 с.) |