1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było oznaczenie lepkościowo średniej masy cząsteczkowej hydroksypropylometylocelulozy (HPMC).

2. Wykonanie ćwiczenia.

Wykorzystując gotowy roztwór 2% HPMC sporządzono 20 gram roztworu o stężeniu 0,1 % HPMC poprzez rozcieńczenie z wodą.

W pierwszej części ćwiczenia za pomocą wiskozymetru Ubelohde'a zmierzono lepkość 2% roztworu HPMC dla następujących temperatur: 31⁰C, 36⁰C, 41⁰C, 47⁰C.

W drugiej części ćwiczenia również w wiskozymetrze Ubelohde'a umieszczono 10 ml wodnego roztworu HPMC o stężeniu 0,1%. Wykonano pomiar lepkościowy w temperaturze pokojowej, mierząc czas wypływu roztworu z kapilary. Następne pomiary lepkości wykonano rozcieńczając próbkę w wiskozymetrze przez dodawanie po 5 ml wody po każdym pomiarze.

Na końcu zmierzono czas wypływu czystej wody z kapilary.

3. Wyniki pomiarów.

1. Czas wypływu 2,0% roztworu HPMC w różnych temperaturach:

Lp.	temp ^oC	t[ min]	t [s]
1	31	21,35	1281
2	36	20,38	1222,8
3	41	18,51	1110,6
4	47	18,2	1092

2. Czas wypływu 0,1% roztworu HPMC i jego kolejnych rozcieńczeń:

Obliczając średni czas wypływu roztworu z kapilary odrzucono błędne, nie powtarzające się pomiary.

Lp.	Rozcieńczenie r-ru	t 1 [min]	t2 [min]	t3 [min]	t średni [min]	t średni [s]
1	10 ml 0,1% HPMC	9,32	-	-	9,32	559,2
2	plus 5 ml wody	4,2	4,22	-	4,21	252,6
3	plus 5 ml wody	2,57	3,04	2,56	2,565	153,9
4	plus 5 ml wody	2,22	2,24	2,21	2,215	132,9
5	plus 5 ml wody	2,11	2,06	2,05	2,055	123,3
6	plus 5 ml wody	1,56	1,55	-	1,555	93,3
7	plus 5 ml wody	1,39	1,38	-	1,385	83,1
8	czysta woda	0,4	0,4	0,4	0,4	40

4. Obliczenia.

1. Sporządzenie wykresu η=f(T)

Nr	Temp. [^oC]	η [Pa∙s]
1	31	1665,3
2	36	1589,64
3	41	1443,78
4	47	1419,6




η - lepkość [kg/(m∙s)]=[Pa∙s]

k - współczynnik wiskozymetru [m²/s²]

ρ - gęstość [kg/m³]

t - czas wypływu [s]

k = 1,3 [m²/s²]

ρ = 1 [kg/m³]




2. Sporządzenie wykresu η_zred=f(c)







Nr	c [g/100cm^3]	t [s]	ηwzgl	ηwł	ηzred
1	0,1	559,2	13,98	12,98	129,8
2	0,067	252,6	6,315	5,315	79,32836
3	0,05	153,9	3,8475	2,8475	56,95
4	0,04	132,9	3,3225	2,3225	58,0625
5	0,033	123,3	3,0825	2,0825	63,10606
6	0,029	93,3	2,3325	1,3325	45,94828
7	0,025	83,1	2,0775	1,0775	43,1

Wykres po odrzuceniu, błędnych pomiarów:



Równanie linii trendu:

y= 544,07+29,805

Wartość y (graniczna liczba lepkościowa):

gdy x=0 to y= 29,805

3. Obliczenie ze wzoru Marka-Houwinka lepkościowo średniej masy cząsteczkowej:





Masa cząsteczkowa M=5924,0 g/mol

5. Wnioski.

Wyznaczona lepkościowo średnia masa cząsteczkowa wodnego roztworu HPMC wynosi M=5924,0[g/mol].

Można zauważyć, że lepkość maleje wraz ze wzrostem temperatury, rośnie natomiast wraz ze wzrostem stężenia roztworu.




η_wzgl - lepkość względna

η_wł - lepkość właściwa

η_zred - lepkość zredukowana

[η] - graniczna liczba lepkościowa (GLL)

[η] - graniczna liczba lepkościowa GLL odczytana z wykresu:

GLL = 29,805

k = 3,71
10^-2 [g/100cm³]

α = 0,77




---