2020-10-10
1224
Полимеры подобно низкомолекулярным веществам обладают избирательной растворимостью. Растворению полимера предшествует набухание. Набухание зависит, как от природы полимера, так и от природы жидкости. Полярные полимеры набухают в полярных жидкостях, а неполярные — в неполярных.
С повышением температуры скорость набухания увеличивается. Тепловой эффект, сопровождающий набухание полимера в жидкости, называется теплотой набухания.
Растворы высокомолекулярных веществ способны терять текучесть и застудневать, образуя при этом студни. Студнеобразное состояние вещества можно рассматривать как промежуточное между жидким и твердым состоянием. Застудневание связано с увеличением вязкости и замедлением броуновского движения и заключается в объединении частиц дисперсной фазы в форме сетки или ячеек и связывании при этом всего растворителя.
С повышением концентрации способность к застудневанию увеличивается, т.к. при этом уменьшается расстояние между частицами. Процесс застудневания даже при низкой температуре не происходит мгновенно и нередко требует продолжительного времени для формирования ячеистой объемной сетки.
|
|
|
Время, необходимое для застудневания, называется периодом созревания.
Продолжительность созревания зависит от природы веществ, концентрации, температуры.
Ход работы
Опыт №1. Кинетика набухания зерна.
Зерновые культуры (пшено, рис, лучше дробленый) ограниченно набухают в воде. Зерно насыпают в пробирки (1/3) так, чтобы во всех пробирках было одинаковое количество зерна по высоте. Наливают дистиллированную воду, чтобы вместе с зерном пробирки были заполнены на ¾ объема. Наблюдения за процессом набухания проводят в течение 40-50 минут. Полученные данные заносят в таблицу по образцу:
Таблица № 1
| Зерно | Условный объем набухающего зерна за время, мин. | |||||
| 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
| Пшено | ||||||
| Рис | ||||||
| Рис дробленый | ||||||
Опыт №2. Влияние кислоты, щелочи и солей на набухание желатины.
В семь пробирок одинакового диаметра вносят по 0,3 г. порошка желатины. В каждую пробирку наливают по 5 мл различных растворов (см. табл. № 2). Пробирки осторожно встряхивают, чтобы частицы желатины опустились на дно, определяют высоту осадка желатины до набухания. После этого, встряхнув пробирки несколько раз, оставляют их в покое на 40-50 мин. По истечении этого времени каждую пробирку еще раз встряхивают, дают осадку осесть, измеряют высоту набухшего осадка желатины(с каждой пробиркой измерения повторяют 2 раза). Данные заносят в таблицу.
|
|
|
Таблица № 2
| № пробирки | Концентрация, моль/л | Приливаемый раствор | Высота осадка, мм | |
| до набухания | после набухания | |||
| 1 | - | Вода | ||
| 2 | 0,025 | HCL | ||
| 3 | 0,025 | NaOH | ||
| 4 | 0,1 | NaCL | ||
| 5 | 0,1 | KCL | ||
| 6 | 0,1 | K2SO4 | ||
| 7 | 0,1 | KCNS | ||
На основании полученных данных делают вывод о влиянии кислоты, щелочи и солей на процесс набухания, а также о влиянии природы анионов.
Опыт № 3. Определение степени набухания печенья
Степень набухания печенья определяют в специальной рамке с большим числом отверстий на дне и стенке. Рамку опускают в воду, вынимают, вытирают фильтровальной бумагой с внешней стороны, взвешивают на технохимических весах. Закладывают в рамку одно печенье и опускают ее в сосуд с водой при t = 200 С на 2 мин. Затем вынимают рамку из воды, держат 30 с в наклонном положении для стекания избытка воды, вытирают фильтровальной бумагой с внешней стороны и взвешивают. Степень набухания печенья определяют по формуле
А = m – m1 / m2 * 100%
Где m - масса рамки с набухшим печеньем, г;
m1 - масса пустой рамки, г;
m2 - масса сухого печенья, г.
Опыт № 4 Выделение тепла при набухании.
В стакане размешайте 5 мл. воды и 5г. сухого крахмала (температуру воды предварительно измерьте). Затем в смесь погрузите термометр и измерьте температуру.
Объясните причину изменения температуры.
Опыт № 5. Влияние кислот и щелочей на студнеобразование.
В три пронумерованные пробирки вносят по 5 мл теплого 3 % раствора желатины. Затем приливают по 1 мл – в первую пробирку дистиллированную воду, во
вторую – 0,1 М раствора HCL, в третью – 0,1 М раствора NaOH.
Содержимое пробирок тщательно перемешивают и ставят на 10 мин в водяную баню с температурой 40 – 50 0 С. После этого пробирки помещают в термостат с температурой 10 -15 С 0; замечают время начала отсчета.
Периодически вынимая пробирки из термостата, наблюдают за образованием студня.
Моментом образования студня считают время, начиная с которого раствор желатины не выливается при переворачивании пробирки.
Данные опыта записывают в таблицу и, вычисляют время застудневания каждого раствора.
Время начала отсчета (астрономическое)…………………………………………………………
Таблица № 3
| № пробирки | Объем раствора желатины, мл | Прибавляемый раствор, мл | Время образования студня (астрономическое) | Время застудневания, мин. |
| 1 | 5 | H2O | ||
| 2 | 5 | HCL | ||
| 3 | 5 | NaOH |
Делают вывод о влиянии кислот и щелочей на студнеобразование
Контрольные вопросы
- Какие вещества относятся к высокомолекулярным соединениям?
- Что называется набуханием?
- По каким признакам различают ограниченное и неограниченное набухание?
- Что понимают под степенью набухания?
- Какие системы называют студнями?
- Какие факторы влияют на скорость застудневания?
14.05.2020
Тема:
Лабораторная работа № 28
Изучение процессов набухания различных видов зёрен
Соблюдать правила техники безопасности при работе в химической лаборатории
Применять основные законы химии для решения задач в области профессиональной деятельности.
