колды / Набухание

Отчет о практической работе по коллоидной химии

«Набухание»

Студентки III курса 4-ой группы

Фальк Елены

Работа 48. Исследование процесса набухания твердых полимеров.

В этой работе мы определяли зависимость степени набухания желатины от времени набухания.

Для выполнения работы получили в лаборантской два стаканчика, две проволочки и два кусочка сухой желатины. Сначала на торсионных весах поочередно взвешивали проволочки, на которые потом подвесили по кусочку сухой желатины, после чего снова взвесили проволочки с желатиной и таким образом определили массу каждого из двух кусочков сухой желатины p₀ – для опыта с водой и для опыта с электролитом.

После взвешивания кусочки желатины, не снимая с проволочек, опустили каждый в свой стаканчик – один в воду, второй – в раствор электролита.

Далее через 15 минут вынули проволочку с кусочком желатины из первого стаканчика, фильтровальной бумагой осторожно убрали излишек жидкости с поверхности желатины после чего взвесили проволочку с уже набухшей желатиной. После взвешивания снова поместили образец в свой стаканчик. Через 5 минут проделали то же самое с образцом из второго стаканчика. Полученные данные записали в таблицы. Всего необходимо выполнили по восемь измерений через каждые 15 минут для каждого образца.

Набухание желатины в 0.5 M KBr

Время t, мин	Вес проволоки pпр, мг	Вес проволоки и сухой желатины p1, мг	Вес сухой желатины p0 = p1-pпр, мг	Вес проволоки с набухшей желатиной p2, мг	Вес набухшей желатины pнаб = p2 – pпр, мг	Степень набухания
0	20	122	102	-	-	-
15				220	180	0.765
30				240	220	1.156
45				274	254	1.490
60				312	292	1.862
75				339	319	2.127
90				364	344	2.373
105				387	367	2.598
120				405	385	2.774

По полученным данным строим две зависимости степени набухания W от времени набухания – для набухания в воде и в растворе электролита.

Набухание желатины в воде.

Время t, мин	Вес проволоки pпр, мг	Вес проволоки и сухой желатины p1, мг	Вес сухой желатины p0 = p1-pпр, мг	Вес проволоки с набухшей желатиной p2, мг	Вес набухшей желатины pнаб = p2 – pпр, мг	Степень набухания
0	22	120	98	-	-	-
15				167	145	0.479
30				202	180	0.836
45				224	202	1.061
60				243	221	1.255
75				258	236	1.408
90				273	251	1.561
105				285	263	1.684
120				296	274	1.796

Процесс набухания протекает как реакция первого порядка: , где А – постоянная, зависящая от природы полимера, W – степень набухания, - предельная степень набухания, - скорость набухания. Можно представить это уравнение в виде уравнения прямой, не проходящей через начало координат: , с помощью которого можно найти графически предельную степень набухания и константу А.

Для этого построили зависимость степени набухания W от скорости набухания . Для построения такого графика на кривых выбрали точки, соответствующие времени набухания 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 и 120 минут, и в каждой из этих точек провели касательные к кривым W = f(t). Используя эту касательную как гипотенузу, построили треугольники, в каждом из которых катет, соответствующий оси времени, составляет 10 минут, и вычислили ряд значений W и .

Результаты вычислений занесли в таблицы и по этим данным построили зависимости степени набухания W от скорости набухания .

Набухание желатины в 0.5 M KBr.

t, мин	15	30	45	60	75	90	105	120
W	0.765	1.156	1.490	1.862	2.127	2.373	2.598	2.774
W	0.40	0.275	0.215	0.205	0.190	0.150	0.12	0.070
	0.080	0.055	0.043	0.041	0.038	0.030	0.024	0.014

Набухание желатины в воде.

t, мин	15	30	45	60	75	90	105	120
W	0.479	0.836	1.061	1.255	1.408	1.561	1.684	1.796
W	0.250	0.205	0.110	0.100	0.090	0.082	0.070	0.050
	0.05	0.041	0.022	0.030	0.018	0.016	0.014	0.01

По полученным точкам провели усредненную прямую, причем экстраполяция этой прямой на ось ординат () дала значение , а на ось абсцисс (W = 0) – значение . В нашем случае для набухания желатины в воде = 2.15, = 0.063 и А = 0.0293; для набухания желатины в растворе бромида калия  = 3.2, = 0.105 и А = 0.0328.