3.1 实验目的2.掌握用乌氏(Ubbelohde)粘度计测定高聚物溶液粘度的原理与方法。1.了解粘度法测定高聚物分子量的基本原理和公式。3. 测定右旋糖苷的摩尔质量。Date3.2 实验原理l高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小，而 且直接关系到它的物理性能，是个重要的基本参数 。与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物 多是摩尔质量大小不同的大分子混合物，所以通常 所测高聚物摩尔质量是一个统计平均值。有几种表示方式，本实验测定是什 么摩尔质量？Date3.2 实验原理 实践证明，在相同温度下 ，为了比较 这两种粘度，引入增比粘度的概念，以sp表示：高聚物稀溶液的粘度是它在流动时内摩擦力大 小的反映，这种流动过程中的内摩擦主要有：纯溶 剂分子间的内摩擦，记作；高聚物分子与溶剂分 子间的内摩擦；以及高聚物分子间的内摩擦。这三 种内摩擦的总和称为高聚物溶液的粘度，记作。sp ( )/ 1 r 1 Date3.2 实验原理高聚物溶液的 sp往往随质量浓度C的增加而增加。为 了便于比较，定义单位浓度的增比粘度sp/C为比浓粘度， 定义lnr /C为比浓对数粘度。当溶液无限稀释时，高聚物 分子彼此相隔甚远，它们的相互作用可以忽略，此时比浓粘 度趋近于一个极限值，即：Date3.2 实验原理因为根据实验，在足够稀的高聚物溶液中有如下 经验公式：Date3.2 实验原理式中，和分别称为Huggins和Kramer常数，这是两根 直线方程，因此我们获得的方法如图所示：一种方法 是以SP/C对C作图，外推到C0的截距值；另一种是以 lnr/C对C作图，也外推到C0的截距值，两根线应会合 于一点，这也可校核实验的可靠性。 如果没有会合于一点，怎 么解决？Date3.2 实验原理本实验采用毛细管法测定粘度，通过测定一定体积的液体 流经一定长度和半径的毛细管所需时间而获得。当液体在重力 作用下流经毛细管时，其遵守泊肃叶(Poiseuille)定律：为液体的粘度为液体的密度L为毛细管的长度r为毛细管的半径t为V体积液体的流出时间h为流过毛细管液体的平均液柱高度V为流经毛细管的液体体积m为毛细管末端校正的参数Date3.2 实验原理对于某一只指定的粘度计而言，上式中许多参数是一定 的，因此可以改写成：式中，B1，当流出的时间t在2min左右(大于100s)， 该项可以忽略即AtDate3.2 实验原理又因通常测定是在稀溶液中进行(C110-2gcm-3)，溶 液的密度和溶剂的密度近似相等，因此可将r写成 ：所以通过测定溶剂和溶液在毛细管中的流出时间，从上 式求得r，再由外推法求t为测定溶液粘度时液面从a刻度流至b刻度的时间t0为纯溶剂流过的时间Date3.3 仪器和试剂仪器：恒温槽1套； 乌氏粘度计1支； 分析天平1台； 移液管(10mL)2支、(5mL)1支； 停表1支； 洗耳球1支； 螺旋夹一支； 橡皮管(约5cm长)2根； 吊锤一支。试剂：聚乙烯醇(5g/L)。乌氏粘度计 Date3.4 实验步骤1. 粘度计的洗涤 先用热洗液(经砂心漏斗过滤)将粘度计浸泡，再 用丙酮、自来水、蒸馏水分别冲洗几次，每次都 要注意反复流洗毛细管部分，洗好后烘干备用( 上一组的准备)。 2. 调节恒温槽温度至(30.0 0.1)，在粘度 计的B管和C管上都套上橡皮管，然后将其垂直放 入恒温槽，使水面完全浸没G球，并用吊锤检查 是否垂直。Date3.4 实验步骤用移液管分别吸取已知浓度的 聚乙烯醇溶液10mL和水5mL，由A管 注入粘度计中，在C管处用洗耳球 打气，使溶液混合均匀，浓度记为 C1，恒温15min，进行测定。3. 溶液流出时间的测定Date实验步骤3. 溶液流出时间的测定测定方法如下：将C管用夹子夹紧使之 不通气，在B管处用洗耳球将溶液从F球经D 球、毛细管、E球抽至G球2/3处，解去C管 夹子，让C管通大气，此时D球内的溶液即 回入F球，使毛细管以上的液体悬空。毛细 管以上的液体下落，当液面流经a刻度时， 立即按停表开始记时间，当液面降至b刻度 时，再按停表，测得刻度a、b之间的液体 流经毛细管所需时间。Date实验步骤3. 溶液流出时间的测定重复以上操作至少三次，它们间相差不大于0.3s，取 三次的平均值为t1。然后依次由A管用移液管加入5mL、5mL、10mL、15mL水 ，将溶液稀释，使溶液浓度分别为C2、C3、C4、C5，用同 法测定每份溶液流经毛细管的时间t2、t3、t4、t5。应注 意每次加入NaNO3溶液后，要充分混合均匀，并抽洗粘度计 的E球和G球，使粘度计内溶液各处的浓度相等。Date实验步骤4. 溶剂流出时间的测定 用蒸馏水洗净粘度计，尤其要反复流洗粘度 计的毛细管部分。用水洗12次，然后由A管加入 约15mL水溶液。用同法测定溶剂流出的时间t为什么是“大约”？ 这个值需要精确吗？Date3.5 数据处理1. 将所测的实验数据及计算结果填入下表中： 原始溶液浓度C0 (g cm - 3)；恒温温度 C/gL-1t平均/ srSPSP / Clnr / C2. 作SP /C-C及lnr / C-C图，并外推到C0求得截距，以 截距除以起始浓度即得，由截距求出。Date3.6 实验注意事项1、高聚物在溶剂中溶解缓慢，配制溶液时必须保证其完全 溶解，否则回影响溶液起始浓度，而导致结果偏低。 2、粘度计必须洁净，高聚物溶液中若有絮状物不能将它移 入粘度计中。 3、本实验溶液的稀释是直接在粘度计中进行的，因此每加 入一次溶剂进行稀释时必须混合均匀，并抽洗E球和G球。 4、实验过程中恒温槽的温度要恒定，溶液每次稀释恒温后 才能测量。 5、粘度计要垂直放置，实验过程中不要振动粘度计，否则 影响结果的准确性。Date3.7 思考题1. 与奥氏粘度计相比，乌氏粘度计有何优点？本实验能否 用奥氏粘度计？2. 奥氏粘度计中支管C有何作用？除去支管C是否可测定粘 度？ 3. 粘度计的毛管太粗或太细有什么缺点？ 4. 为什么用来求算高聚物的分子量？它和纯溶剂粘度有无区别？5. 分析sp/C-C及lnr/C-C作图缺乏线性的原因？Date