Лабораторна робота № 17

ДОСЛІДЖЕННЯ КІНЕТИКИ НАБРЯКАННЯ ЖЕЛАТИНУ

Мета роботи: ознайомлення з методами визначення кількісних характеристик набрякання, дослідження впливу добавок електролітів на набрякання.

Методика визначення:

Дослід 1. Визначення ступеня набрякання полімеру у воді.

Прилад для дослідження кінетики набрякання (Рис.) заповнюється дистильованою водою, взятої в такій кількості, щоб меніск води, що перебуває на рівні мітки лійки 4, збігався з верхньою (нульовою) поділкою скляної трубки 1.

У лійку в тонкій металевій сіточці вносять наважку сухої желатини масою 0, 5 г. Опускають лійку так, щоб рідина цілком покрила желатину, і відзначають час занурення (початок набрякання). Градуйована трубка при цьому повинна бути закріплена в штативі нерухомо. Через 3 хвилини лійку піднімають, поєднуючи меніск рідини з міткою 4. Відзначають, з яким поділом скляної трубки збігається тепер меніск, і записують у табл.1, на скільки поділень знизився рівень рідини в порівнянні з початковим.

Пристрій для визначення об'єму поглиненої рідини   1 − градуйована трубка; 3 − гумова трубка; 3 − лійка; 4 − мітка на лійці.

Потім лійку опускають, знову занурюючи желатину у воду. Через 6 хвилин визначають нове положення меніска в градуйованій трубці. Знову занурюють желатин у воду. Всі наступні виміри повторюють через кожні 6 хвилин. Дослід завершений, якщо рівень рідини в градуйованій трубці перестане помітно змінюватися (звичайно 30-60 хвилин, залежно від кількості желатини й ступеня її роздрібнення).

За отриманими даними обчислюють ступінь набрякання a:

де

m й m _о – наважка полімеру до й після набрякання відповідно.

Оскільки густина води дорівнює 1 г/см ³, то об'єм поглиненої рідини дорівнює її масі й приріст маси набряклої желатини (Δ m) дорівнює масі (об'єму) поглиненої води: . Знаючи ціну поділення, визначають об'єм поглиненої рідини.

Таблиця 1

За отриманими даними будують кінетичні криві процесу набрякання – графік у координатах α = f (t). Тангенс кута нахилу отриманої кривої в будь-якій її точці є швидкість набрякання у відповідний момент часу.

Дослід 2. Вплив електролітів на процес набрякання полімерів.

Дослід проводять точно так само, як й у попередньому випадку, але замість чистої води використовується розчин електроліту. У кожної пари студентів повинен бути різний електроліт. Отримані результати вносяться в таку ж таблицю, як і при набряканні в чистій воді (табл.1) і будують криву набрякання полімеру в розчині електроліту (криві набрякання полімеру в чистій воді й у розчині електроліту наносяться на один графік). Розраховують швидкість набрякання через 30 хвилин у воді й в електроліті V ₃₀.

На підставі отриманих даних заповнюють загальну для всіх табл.2.

Таблиця 2

Зробити висновок, як впливають аніони на швидкість і ступінь набрякання.

Завдання для самостійної роботи

Підготувати теоретичний матеріал за темою, оформити лабораторний журнал, підготуватися до відповіді на контрольні питання.

Контрольні питання:

1. Що таке набрякання, у яких системах можливий цей процес?

2. З якою властивістю макромолекул зв'язана можливість ВМС до набрякання?

3. З яких стадій складається процес набрякання, чому перша стадія набрякання є екзотермічною?

4. Назвіть відомі Вам види набрякання.

5. Що таке ступінь набрякання, швидкість набрякання?

6. Як впливає на набрякання рН середовища, наявність електролітів у системі?

ЛІТЕРАТУРА

1. Дмитрук О.Ф. Хімія. ІІ частина. Навчальний посібник для студентів напряму підготовки 6.030510 «Товарознавство і торговельне підприємництво» для самостійного вивчення курсу та виконання індивідуальних завдань / О.Ф.Дмитрук, Л.Ф.Пікула, А.В.Іщенко. Донецьк: ДонНУЕТ, 2014. -163 с.

2. Дмитрук О.Ф. Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів. ІІ-а частина. Навчальний посібник для студентів факультету маркетингу, торгівлі та митної справи денної і заочної форм навчання / О.Ф.Дмитрук, А.В.Іщенко, Л.Ф. Пікула. Донецьк: ДонДУЕТ, 2005. -177 с.

3. Іщенко А.В. Хімія та методи дослідження сировини та матеріалів – 2 частина. Колоїдна хімія і методи дослідження сировини та матеріалів. Навчальний посібник для самостійного вивчення курсу студентами факультету маркетинга, торгівлі і митної справи денної та заочної форми навчання / А.В.Іщенко, Л.Ф.Пікула. Донецьк: ДонДУЕТ, 2006. -132 с.

4. Логинов Н.Я. Аналитическая химия / Н.Я. Логинов, А.Г. Воскресенский,

И.С. Солодкин -М.: Просвещение, 1979. – 480 с.

5. Ярославцев А.Б. Основы физической химии / А.Б. Ярославцев. – М.: Научный мир, 2000. – 230с.

6. Стромберг А.Г. Физическая химия / А.Г. Стромберг. – М.: Высшая школа, 2000. – 430 с.

7. Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия / А.И. Болдырев. – М.: Высшая школа, 1983. – 500 с.

8. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия / Н.Н. Мушкамбаров. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – 384 с.

9. Гельфман М.И. Коллоидная химия / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов. – СПб.: Издательство «Лань», 2003. – 336 с.

10. Зимон А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. – М.: АГАР, 2001. – 320с.

11. Гамеева О.С. Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной

химии / О.С. Гамеева. – М.: Высшая школа, 1980. – 191с.

З М І С Т

Стор.

1. Вступ. Підготовка до роботи 3

2. Основні правила техніки безпеки 3

Змістовий модуль 1. Основи хімічної термодинаміки та рівновага.

3. Дослідження якості води:

3.1. Лабораторна робота № 1 “Стандартизація розчину

трилону Б за сульфатом магнію” 6

3.2. Лабораторна робота № 2 “Комплексоно-

метричне визначення твердості води” 8

4. Лабораторна робота № 3 «Визначення інтегральної

теплоти розчинення солі. Визначення теплового ефекту

процесу гідратації купрум (ІІ) сульфату 10

Змістовий модуль 2. Розчини електролітів та неелектролітів.

Дослідження властивостей розчинів.

5. Лабораторна робота № 4 “Колориметричний метод

визначення рН “ 13

6. Методи окисно-відновного титрування при дослідженніі

сировини та матеріалів:

6.1. Лабораторна робота № 5 “Метод

перманганатометрії. Стандартизація розчину

калій перманганату за щавлевою кислотою” 16

6.2. Лабораторна робота № 6 “Перманганатометричне

визначення Fe²⁺” 18

6.3. Лабораторна робота № 7 “Метод йодометрії.

Стандартизація розчину натрій тіосільфату за

калій дихроматом ” 21

6.4. Лабораторна робота № 8 “Визначення вмісту міді (ІІ)

в розчині мідного купоросу CuSO₄ ^. 5Н₂О” 24

7. Змістовий модуль 3. Основи електрохімії. Хімічна кінетика.

7.1. Лабораторна робота № 9 “Електрорушійна сила (ЕРС)

гальванічного елементу” 27

7.2. Лабораторна робота № 10 “Потенціометричний

(електрохімічний) метод визначення рН” 29

7.3. Лабораторна робота № 11 “Основні

закономірності протікання хімічних реакцій” 31

8. Змістовий модуль 4. Дисперсні системи та їх властивості.

Фізико-хімічні методи дослідження сировини та матеріалів,