粘度法测定水溶性高聚物相对分子量(仅供参照)

实验五粘度法测定水溶性高聚物分子量一.实验目的1. 测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量；2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。

二.实验原理高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，相对分子质量不同，高聚物的性能差异很大。

所以不同材料，不同的用途对分子质量的要求是不同的。

测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。

本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一。

它是一种无臭、无味、白色固体物质，易溶于近沸点的热水中，相对分子质量是2∽8×104范围内，选用它来做实验是合乎要求的。

线型高分子可被溶剂分子分散，在具有足够的动能下相互移动，成为黏度态，η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度，是它在流动过程中所存在内摩擦的反映，这种摩擦主要有：溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦，也就是纯溶剂的黏度，记作η0；还有高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦，三者总和表现为高聚物溶液的黏度，记作η。

在同一温度下，高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大，即η>η0，这些黏度增加的分数，叫做增比黏度，记作ηsp，即式中，ηr 称为相对黏度，这指明溶液黏度对溶剂黏度的相对值，仍是整个溶液的黏度行为；ηsp则意味着已经扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。

溶液的浓度可大可小，显然，浓度越大，黏度也就越大，为了便于比较，将单位浓度下所显示的黏度，即引入ηsp/c，称作比浓黏度，其中c是浓度，采用单位为g/mL。

为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不记。

这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

这一粘度的极限值记为：[η]被称为特性粘度，其值与浓度无关。

实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，[η]的数值只与高聚物平均相对分子质量M有关，它们之间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示：测定高分子的[η]时，用毛细管粘度计最为方便。

粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量Ⅰ. 目的要求一、测定多糖聚合物—聚乙二醇的平均相对分子质量二、学握用乌贝路德(Ubbelohde)粘度计测定粘度的原理和方法Ⅱ. 基本原理粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种力反抗液体中邻接部分的相对移动，因此可看作是一种内摩擦。

图Ⅱ-29-1是液体流动的示意图。

当相距为ds 的两个液层以不同速度（v 和dv v +）移动时，产生的流速梯度为dsdv 。

当建立平稳流动时，维持一定流速所需的力（即液体对流动的阻力）'f 与液层的接触面积Ａ以及流速梯度dsdv 成正 图 II-29-1 液体流动示意图比，即 d sd v A f ⋅⋅=η'（Ⅱ-29-1）若以f 表示单位面积液体的粘滞阻力，A f f /'=，则⎪⎭⎫⎝⎛=ds dv f η （Ⅱ-29-2）上式称为牛顿粘度定律表示式，其比例常数η称为粘度系数，简称粘度，单位为s Pa ⋅。

高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。

其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，记作0η；此外还有高聚物分子之间的内摩擦，以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

三者之总和表现为溶液的粘度η。

在同一温度下，一般来说，0ηη>相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度，记作sp η，即ηηηη-=sp （Ⅱ-29-3）而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度，记作r η，即 0ηηη=r （Ⅱ-29-4）r η也是整个溶液的粘度行为，sp η则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应。

两者关系为110-=-=r sp ηηηη （Ⅱ-29-5）对于高分子溶液，增比粘度sp η往往随溶液的浓度c 增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比粘度，即sp η/c 比浓粘度；而ln sp η/c 对数粘度。

r η和sp η都是无因次的量。

为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不计。

华南师范大学实验报告学生姓名平璐璐学号20132401179专业化学(师范) 年级、班级 13级一班课程名称物理化学实验实验项目黏度法测定水溶性高聚物分子量实验类型□验证□设计□综合实验时间 2016 年 4 月 7 日实验指导老师林晓明实验评分一、实验目的1.测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量；2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。

二、实验原理高聚物摩尔质量不仅反映了高聚物分子的大小，而且直接关系到它的物理性能。

与一般的无机物或低分子的有机物不同，高聚物多是摩尔质量大小不同的大分子混合物，所以通常所测高聚物的分子量是一种统计的平均分子量。

用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”记作M η高聚物稀溶液的黏度（η）是流体在流动时摩擦力大小的反映，这种流动过程中的内摩擦力主要有：纯溶剂间的内摩擦，也就是纯溶剂的粘度，记作η0，高聚物分子与溶剂分子间的内摩擦，以及高聚物分子间的内摩擦。

这三种内摩擦的综合成为高聚物溶液的黏度η 实验证明，在相同温度下，η> η0，相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度，记作sp η,0sp r 0011ηηηηηηη-==-=-r η称为相对粘度，即溶液粘度对溶剂粘度的相对值。

高聚物溶液的ηsp 往往随浓度增加而增大，为了便于比较，定义单位浓度的增比黏度ηsp /c 为比浓黏度，定义ln ηsp /c 为比浓对数黏度。

当溶液溶液无限稀释，高聚物分子彼此相隔甚远，其相互作用可以忽略不计。

此时比浓粘度趋近于一个极限值，即：[η]称为特性粘度，在足够稀的溶液中,比浓黏度ηsp /c和比浓对数黏度ln ηsp/c 与溶液的浓度有以下的关系（关系公式）：[][]2spK ccηηη=+ [][]2r ln B cc ηηη=-实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，特性粘度[η]的数值只与高聚物平均相对分子量有关，它们之间的半经验关系可用方马克-霍温克方程（Mark-Houwin)来表示M η为平均分子量（黏均分子量），K 是比例常数，a 是与分子形状有关的经验参数。

粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量粘度法是一种常用且简便的测定水溶性高聚物相对分子质量的方法。

该方法基于高聚物溶液的粘度与其相对分子质量之间存在的关系，通过测定高聚物溶液的粘度来间接测定其相对分子质量的大小。

粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量的原理是基于高聚物分子在溶液中的行为。

高聚物的粘度与分子质量之间存在直接的正相关关系。

当高聚物的分子质量越大时，分子间的相互作用力也会越强，使得溶液的粘度增加。

因此，通过测定高聚物溶液的粘度变化，可以获得高聚物的相对分子质量信息。

1.准备高聚物溶液：称取一定质量的高聚物，然后将其加入适量的溶剂中制备高聚物溶液。

通常选择适当的溶剂能够将高聚物完全溶解，并保持溶液的稳定性。

2.测量溶液粘度：使用粘度计测量高聚物溶液的粘度。

首先将粘度计放入溶液中，然后使用粘度计的旋钮将计时头完全浸入溶液中。

等待溶液粘度稳定后，记录上升时间。

3.测量溶剂粘度：在同样条件下，测量纯溶剂的粘度。

这是为了确定纯溶剂的粘度，以便后续计算高聚物溶液的相对粘度。

4.计算相对粘度：根据上述测量结果，计算高聚物溶液的相对粘度（ηr）。

相对粘度的计算公式为ηr=(t溶液/t溶剂)，其中t溶液为高聚物溶液的上升时间，t溶剂为溶剂的上升时间。

5.建立柯西图：将不同浓度高聚物溶液的相对粘度与浓度的对数绘制在一张图表上，得到柯西图。

在柯西图上，相对粘度与浓度存在一条直线关系。

6.计算相对分子质量：从柯西图上确定溶液浓度与相对粘度之间的线性关系，然后使用柯西方程计算高聚物的相对分子质量（Mn）。

粘度法测定水溶性高聚物相对分子质量的优点包括操作简便、仪器设备简单、测量时间短等。

同时，该方法不需要高分辨的仪器设备，成本相对较低。

然而，粘度法也存在一些限制，例如该方法只能测量相对分子质量较大的高聚物，对于低分子量的高聚物不适用。

另外，粘度法只能获得高聚物的相对分子质量，无法得到具体的分子量数值。

总之，粘度法是一种简便且常用的测定水溶性高聚物相对分子质量的方法。

粘度法测定相对分子质量一、实验目的1.测定聚乙烯醇的分子量2.掌握测定原理3.掌握三管黏度法的使用方法二、实验原理粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种阻力反抗液体中相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。

如果液体是高聚物的稀溶液，则溶液的粘度反映了溶剂分子之间的内摩擦力、高聚物分子之间的内摩擦力、以及高聚物分子和溶剂分子之间的内摩擦力三部分。

三者之和表现为溶液总的粘度η。

其中溶剂分子之间的内摩擦力所表现的粘度如用η 0表示的话，则由于溶液的粘度一般说来要比纯溶剂的粘度高，我们把两者之差的相对值称为增比粘度，记作η sp ：η sp = ( η - η 0 ) / η 0可根据时间与粘度之间的关系式：t=t0+t0[ƞ]c+t0kc2特性粘度与浓度无关，实验证明，在聚合物、溶剂、温度三者确定后，特性粘度的数值只与高聚物平均相对分子质量有关，它们之间的半经验关系式为：[ƞ]=KM a三、实验步骤1.配制溶液称取 1.2克聚乙二醇于 50ml 烧杯中，加 30ml 蒸馏水，溶解后定容至 50ml 容量瓶中。

用三号砂芯漏斗过滤至干燥的恒温瓶中。

另取蒸馏水 50ml，过滤到另一恒温瓶中。

将两恒温瓶接通恒温水浴，开启恒温水浴恒温于25℃。

2.测定溶剂的流出时间将粘度计取出，倒去溶液，用已经恒温的蒸馏水洗涤粘度计，每次 2-3ml，洗五到六次。

注意要将粘度计的各个支管都洗干净。

置于恒温槽后加 10ml 蒸馏水，测定流出时间。

3.测定溶液的流出时间将预先干燥好的粘度计置于恒温水浴中，用移液管移取 10ml 溶液至粘度计中，尽量不要让溶液粘在管壁上，在恒温过程中，用溶液润洗毛细管，再测定小球中溶液在毛细管中流出的时间。

平行测定三次，求平均值四、数据处理1、数据记录温度：25℃ 大气压：102.325kpa 原始溶液浓度C 0=0.05%(g ·cm -3) K(25℃）=2.00*10-2kg.m -3 a=0.76 数据记录表二：t 与c 的关系图t 与C 的关系图该曲线拟合方程为：y=54.36507+45016.97996C+7.73054x106C 2 三：数据计算根据：t=t 0+t 0[ƞ]c+t 0kc 2由直线方程y=54.36507+45016.97996C+7.73054x106C 2 可得：t 0=54.36507t 0[ƞ]=45016.97996从而知:[ƞ]=45016.97996/54.36507=828.05由[ƞ]=KM a ，而K=2.00*10-2kg.m -3 ，a=0.76,从而得M=1188502.23C(mol/l)t 1/s t 2/s t 3/s t 平均/s0.0003 68.6 68.6 68.7 68.6 0.00025 66.0 66.1 65.1 66.1 0.0002 63.6 64.5 63.6 63.6 0.00014 60.9 60.8 60.7 60.8 0.000066 57.6 57.5 57.5 57.5 0.0000054.354．254.454.3。

粘度法测定水溶性高聚物分子量【实验目的】1、测定多糖聚合物—右旋糖苷的平均分子量。

2、掌握用乌氏粘度计测定粘度的原理和方法。

【实验原理】高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。

其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，记作η0；此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦，以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

三者之总和表现为溶液的粘度η。

在同一温度下，一般来说，η>η0相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度，记作ηsp，即ηsp=(η-η0)/η0而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度，记作ηr，即ηr=η/η0ηr也是整个溶液的粘度行为，ηsp则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应，两者关系为ηsp= (η-η0)/η0=ηr -1对于高分子溶液，增比粘度ηsp往往随溶液的浓度c的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比浓度，即ηsp/c称为比浓粘度；而lnηr/c 称为比浓对数粘度。

ηr和ηsp都是无因次的量。

为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不记。

这时溶液所呈现出的粘度行为基本上反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦。

这一粘度的极限值记为[η]被称为特性粘度，其值与浓度无关。

实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，[η]的数值只与高聚物平均相对分子质量M有关，它们之间的半经验关系可用Mark Houwink 方程式表示：式中K为比例常数，α是与分子形状有关的经验常数。

它们都与温度、聚合物、溶剂性质有关，在一定的相对分子质量范围内与相对分子质量无关。

K和α的数值，只能通过其它绝对方法确定，例如渗透压法、光散射法等等。

粘度法只能测定[η]求算出M。

测定高分子的[η]时，用毛细管粘度计最为方便。

当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出是遵守泊肃叶（Poiseuille）定律：为液体的密度；L是毛细管长度；r是毛细管半径；t是流出时间；h是流经毛细管液体的平均液柱高度；g为重力加速度；V是流经毛细管的液体体积；m是与机器的几何形状有关的常数，在r/l<<1时，可取m=1）对某一支指定的粘度计而言，令, 则式中β<1,当t>100s时，等式右边第二项可以忽略。

黏度法测定水溶性高聚物相对分子质量一、实验目的1、掌握用乌氏黏度计测定黏度的原理和方法2、测定聚乙二醇的平均相对分子质量二、实验原理粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种阻力反抗液体中相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。

当相距为ds的两液层以不同速率（v 和dv）移动时，产生的流速梯度为dv/ds。

建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力f ’与液层接触面积A 以及流速梯度dv/ds成正比，即：f ’= η • A • dv/ds ①单位面积液体的粘滞阻力用 f 表示，f = f ’/A，则：f = η •（dv/ds ）②此式称为牛顿粘度定律表示式，比例常数η称为黏度系数，简称黏度，单位为Pa•s。

如果液体是高聚物的稀溶液，则溶液的粘度反映了溶剂分子之间的内摩擦力、高聚物分子之间的内摩擦力、以及高聚物分子和溶剂分子之间的内摩擦力三部分。

三者之和表现为溶液总的粘度η。

其中溶剂分子之间的内摩擦力所表现的粘度如用η0表示的话，则由于溶液的黏度一般说来要比纯溶剂的黏度高，我们把两者之差的相对值称为增比黏度，记作ηsp：ηsp = ( η- η0 )/η0③溶液黏度与纯溶剂黏度之比称为相对黏度ηr：ηr = η /η0④增比黏度表示了扣除溶剂内摩擦效应后的黏度，而相对黏度则表示整个溶液的行为。

它们之间的关系为：ηsp = η/η0- 1 = ηr- 1 ⑤高分子溶液的增比黏度一般随浓度的增加而增加。

为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比黏度称为比浓黏度η sp /c 。

而将lnη r /c 称为比浓对数黏度。

为进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，将溶液无限稀释，这时溶液所呈现的黏度行为基本上反映了高聚物分子与溶剂分子之间的内摩擦，这时的黏度称为特性黏度[η]：⑥特性黏度与浓度无关，实验证明，在聚合物、溶剂、温度三者确定后，特性黏度的数值只与高聚物平均相对分子质量有关，它们之间的半经验关系式为：⑦式中的K 为比例系数，α是与分子形状有关的经验常数。

粘度法测定高聚物分子量一、粘度法原理粘度法是通过测量高聚物溶液的粘度来确定其分子量的一种方法。

高聚物在溶液中的粘度与其分子间的相互作用力有关，而分子量与这些相互作用力有直接关系。

根据斯托克斯公式，高聚物溶液的粘度与聚合物分子量成正比，关系式为：η=kMα其中，η为溶液的粘度，k为比例常数，M为高聚物的分子量，α为斯托克斯常数，与高聚物的几何形状和溶媒性质有关。

二、粘度法测量步骤1.准备样品：将高聚物样品溶解在合适的溶剂中，制备浓度在0.1~1g/dL之间的溶液。

2.定标：使用已知分子量的聚合物标样，测量其溶液的粘度，并计算其分子量。

根据已知标样的分子量和粘度，可以得到α的值。

3.测量样品：使用粘度计测量高聚物溶液的粘度。

将样品注入测量槽中，控制温度和剪切速率，测量样品的粘度。

4.计算分子量：根据已知标样的分子量和粘度，计算出比例常数k。

将样品的粘度代入斯托克斯公式，计算出样品的分子量。

三、数据处理方法1.统计数据：进行多次测量，并计算平均值和标准偏差，以提高测量结果的准确性和可靠性。

2.校正：使用标定曲线校正测量结果，以消除仪器误差和操作误差对测量结果的影响。

3.分析结果：根据测量结果，对高聚物样品的分子量进行分析和评价。

可以比较不同样品的分子量，或者跟踪同一样品在不同处理条件下的分子量变化。

四、粘度法测量的优缺点1.优点：(1)粘度法测量方法简单，操作方便，不需要复杂的仪器设备。

(2)测量结果准确可靠，精度较高。

(3)可以测量大分子量的高聚物，范围广泛。

2.缺点：(1)粘度法的测试精度受到温度、剪切速率、溶液浓度等因素的影响。

(2)测量时需要保持样品的稳定温度和剪切速率，操作过程较为繁琐。

(3)有些高聚物在溶剂中可能发生聚合或降解反应，影响测量结果的准确性。

综上所述，粘度法可以准确测定高聚物的分子量，具有测量简单、准确可靠等优点，但也存在受干扰因素影响较大、操作繁琐等缺点。

在实际应用中，可以根据需求选择合适的测量方法，并结合其他分析手段提高测量结果的准确性和可靠性。