Temat 4: Wyznaczanie masy cząsteczkowej makromolekuł na podstawie pomiarów wiskozymetrycznych.

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie masy cząsteczkowej dekstranu, wykreślenie zależności granicznej liczby lepkościowej od stężenia
, a następnie na tej podstawie wyznaczenie granicznej liczby lepkościowej.

Otrzymane wyniki:

1. Pomiary przepływu wody

t0 [s]					to śr
60,5	60,69	60,75	60,84	60,66	60,69

2. Pomiar przepływu roztworów dekstranu oraz na jego podstawie obliczona lepkość (obliczenia dalej)

c [g/cm^3]	t1[s]	t2 [s]	t3 [s]	tśr [s]	η wł	η wł /c
0,02	83,13	82,63	82,31	82.69	0,36	18
0,04	116,53	115,31	-	115,92	0,9	22,5
0,06	157,90	-	-	157,90	1,6	26,7
0,08	238,50	-	-	238,50	3,08	38,5

Obliczenia:

• Lepkość względną roztworu dekstranu obliczamy z równania:


,

gdzie:

ρ - gęstość badanego roztworu

ρ₀ - gęstość rozpuszczalnika;

t - czas przepływu badanego roztworu

t₀ -czas przepływu rozpuszczalnika.

Gęstości roztworów dekstranu i wody destylowanej są do siebie zbliżone, co pozwala nam na zastosowanie powyższego wzoru w uproszczonej postaci:


.

Wyniki zamieszczone są w tabeli obliczeń.

• Lepkość właściwą dekstranu obliczamy ze wzoru:


.

Za wartość
podstawiamy lepkości względne kolejnych roztworów, a wyniki umieszczamy w tabeli.

• Tabela obliczeń:

Lepkość	Roztwór dekstranu
		0,02[g/cm^3]	0,04[g/cm^3]	0,06 [g/cm^3]	0,08[g/cm^3]
Względna η / η 0	1,36	1,9	2,6	4,08
właściwa ηwł.	0,36	0,9	1,6	3,08
η wł /c	18	22,5	26,7	38,5

• Wyznaczamy graniczną liczbę lepkościową [η] przez ekstrapolację wykresu (załącznik) zależności
  do c = 0.

[η] = 10[cm³/g]

• Obliczamy masę cząsteczkową dekstranu M w oparciu o przekształcony wzór Marka-Kuhna-Houvinka-Sakurada:




Wiedząc, że dla dekstranu K = 2∙10^-2[cm³/g] i α = 0,615 otrzymujemy:




Zamieniając jednostkę [g/mol] (Daltony) na jednostkę układu SI jaką jest [kg/mol] uzyskujemy 24,343kDa

Wnioski:

Z pomocą wiskozymetru Ostwalda możliwe jest wyznaczenie masy cząsteczkowej badanej cieczy poprzez wykorzystanie szeregu obliczeń bazujących na otrzymanej lepkości tej cieczy. Jak wynika z przeprowadzonych obliczeń, masa cząsteczkowa dekstranu wynosi w przybliżeniu 24243 g/mol (daltonów), co w jednostkach układu SI odpowiada 24,343 kg/mol (kilodaltonów).

---