Примеры решения задач и упражнений
1. Постройте кривую кинетики набухания каучука в четыреххлористом углероде в координатах α – τ по следующим экспериментальным данным:
τ, мин |
5 |
30 |
90 |
150 |
210 |
240 |
270 |
300 |
α |
0,33 |
1,15 |
2,33 |
2,91 |
3,25 |
3,41 |
3,58 |
3,58 |
Определите графическим способом константу скорости набухания K.
Решение:
Зависимость
от τ является линейной (уравнение (0)).
Согласно исходным данным αмакc
= 3,58. рассчитываем данные для построения
графика этой зависимости:
|
1,1 |
1,47 |
2,86 |
5,34 |
10,85 |
21,06 |
|
0,097 |
0,387 |
1,052 |
1,676 |
2,38 |
3,047 |
Строим график для определения константы скорости набухания каучука в четыреххлористом углероде.
Рис. 50. Определение константы набухания каучука в четыреххлористом углероде
Из графика по двум точкам рассчитываем константу набухания каучука в четыреххлористом углероде:
2. Полимер массой 3,5 г поместили в емкость с ацетоном. Через 1 ч масса полимера увеличилась на 1,5 г. Рассчитать степень набухания.
Решение:
Степень набухания полимера определяется по формуле (0):
3. К какому электроду будут передвигаться частицы белка при электрофорезе, если его pI = 4, а рН раствора равен 5.
Решение:
рН раствора больше pI, поэтому молекула белка в растворе приобретает отрицательный заряд
и в электрическом поле будет перемещаться к аноду.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
1. Желатин с ИЭТ = 4,7 помещен в раствор при температуре 25°С, в котором концентрация [Н+] в 1000 раз больше, чем в чистой воде. Каков знак заряда полииона желатина в этом растворе?
(Ответ: положительно)
2. При рН = 6 инсулин при электрофорезе остается на старте. К какому электроду молекула инсулина будет перемещаться при электрофорезе в растворе хлороводородной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л?
(Ответ: к катоду)
3. Полимер массой 2 г поместили в склянку с бензином. Через 20 минут полимер вынули из склянки и взвесили, масса стала 2,5 г. рассчитайте степень набухания полимера в %.
(Ответ: 25%)
4. Постройте кинетическую кривую набухания каучука в четыреххлористом углероде по следующим экспериментальным данным:
τ, мин |
6 |
30 |
90 |
150 |
210 |
240 |
270 |
330 |
α |
0,33 |
1,48 |
2,05 |
2,81 |
3,20 |
3,41 |
3,68 |
3,68 |
Определите графическим способом константу скорости набухания K.
(Ответ: 0,0058 мин–1)
5. Изоэлектрическая точка альбумина находится при рН = 4,8. белок введен в буферную смесь с концентрацией ионов водорода 0,78·10–6 моль/л. Определите, к какому электроду перемещается в этих условиях молекула белка при электрофорезе.
(Ответ: к аноду)
6. Идет ли процесс набухания желатина (ИЭТ = 4,7) в ацетатном буфере, приготовленном смешиванием равных объемов ацетата натрия (с = 0,01 моль/л) и уксусной кислоты (с = 0,05 моль/л) при комнатной температуре?
р K (CH3COOH) = 4,76.
(Ответ: желатин набухает)
7. Образец вулканизата массой 1,7564 кг, изготовленный на основе синтетического каучука СКН-26, поместили в бензол. Через 24 ч выдержки при 298 К масса этого образца стала равной 5,3921·10–2 кг. Рассчитайте степень набухания этого вулканизата в бензоле при указанных условиях.
(Ответ: 207 %)
8. Испытания каучука СКС-30АРК на набухание в нефтепродуктах при 373 К дали следующие результаты:
Растворитель |
Масса образца m через τ мин выдержки в растворителе, 103 кг |
|||||
0 |
50 |
100 |
200 |
400 |
600 |
|
Мазут |
4,246 |
7,642 |
10,447 |
14,012 |
17,710 |
19,933 |
Веретенное масло |
3,684 |
8,657 |
11,605 |
15,473 |
19,525 |
20,004 |
Вазелиновое масло |
3,265 |
15,346 |
19,264 |
22,365 |
гель |
– |
Выясните, в каком из растворителей набухание ограниченное, а в каком – приводит к образованию раствора?