Fizykochemia polimerów
Sem. 2012/2013 letni
Ćw. nr 1
Temat: Hydrożele
Imię i nazwisko: Numer indeksu: Data wykonania ćwiczenia: 7.III.2013
Prowadzący: dr inż. Anna Jakubiak-Marcinkowska
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i właściwościami hydrożeli, oraz określenie zależności pomiędzy parametrami roztworu a pęcznieniem hydrożelu oraz wyjaśnienie wpływu budowy na pęcznienie.
2. Wzór polimeru
Poliakrylan potasu, usieciowany
3. Właściwości fizykochemiczne
Badaną substancją był preparat Terra Aqua, w skład którego wchodzi usieciowany poliakrylan potasu. Jego gęstość wynosi 0,4 g/cm3, w temperaturze pokojowej jest to białe ciało stałe. Masa molowa monomeru wynosi 110,15 g/mol.
Wykazuje bardzo dużą zdolność do pochłaniania wody i pęcznienia. Jest w stanie wchłonąć około 300 razy większą masę wody (o obojętnym pH) niż sam waży. Jego zdolność do pęcznienia jest silnie zależna od pH i siły jonowej roztworu. Spowodowane jest to wiązaniem jonowym z potasem, które nie ulega dysocjacji przy niskim pH lub dużej sile jonowej roztworu. Skutkuje to słabszym solwatowaniem łańcuchów polimerowych, a zarazem mniejszym pęcznieniem.
4. Wyniki pomiarów
Oznaczenia cylindrów:
1 - cylinder, do którego dodano hydrożelu i obserwowano szybkość pęcznienia
2 - dodano 20ml 2M HCl
3 - dodano 0,2ml 2M HCl
4 - dodano 10ml 2M CaCl2 5 - dodano 10ml 2M NaCl
W tabeli zgromadzono objętości hydrożelu w cylindrze 1, zanotowane w pewnych odstępach czasowych.
t [min]
1
2
5
10
20
30
40
V [ml]
65
105
200
285
345
365
385
W tabeli poniżej umieszczono informacje o cylindrach 2-5: początkową, po 10, 20 minutach i końcową objętość hydrożelu, objętość i stężenie dodanej substancji oraz pH roztworu w cylindrze po dodaniu substancji. Cylinder
2
3
4
5
Dodana substancja
HCl 2M
20ml
(…)
… i po 30 minutach zanotowano spadek objętości o 77,9%. W cylindrze 5 dodano zaś 10ml 2M r-ru CaCl2 i po 30 minutach zanotowano spadek objętości o 98,8%. Wartości pH wynosiło odpowiednio 5,77 i 5,08.
Pomimo, że w cylindrze 4 dodano 2,5 razy bardziej stężony roztwór soli, to zaobserwowano mniejszy spadek objętości hydrożelu. Jest to spowodowane wpływem siły jonowej roztworu. W roztworze chlorku wapnia siła to wynosiła 0,12M, w r-rze chlorku sodu 0,1M, tak więc różnice w pęcznieniu mają dobre odzwierciedlenie w rozważaniach teoretycznych.
1http://www.chemicalbook.com
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)