Дата: _________
Вязкость растворов биополимеров.
Целевые задачи:
иметь представление:
- о типах вязкости;
- об основных причинах высокой вязкости биополимеров;
- о методах измерения вязкости растворов ВМС.
Надо знать:
1. Что такое аномальная вязкость, почему она возникает в растворах ВМС?
2. Факторы от которых зависит вязкость растворов биополимеров.
3. Понятия удельной, характеристической, приведенной вязкости полимеров.
4. Законы Ньютона, Пуазейля, уравнение Штаудингера.
Блок информации (по указанию преподавателя):
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Лабораторная работа.
«Определение молекулярной массы биополимера
вискозиметрическим методом».
Цель работы: освоить вискозиметрический метод для определения молекулярной массы ВМС.
Выполнение эксперимента:
Оборудование: вискозиметр ВПЖ-2м, секундомер, цилиндры вместимостью 25 мл, воронки, резиновые груши.
Реактивы: водные растворы крахмала четырех концентраций:0,5 г/л; 1г/л; 2 г/л; 4 г/л, дистиллированная вода.
Выполнение эксперимента:
1. В тщательно вымытый сухой вискозиметр c помощью воронки наливают строго определенный объем растворителя – дистиллированную воду (10мл), отмеренную цилиндром через колено 2. С помощью груши, надетой на патрубок 3, зажав указательным пальцем колено 2, нагнетают в прибор воздух так, чтобы уровень жидкости дошел приблизительно до середины резервуара 4, затем, открыв колено 2, определяют с помощью секундомера время опускания уровня жидкости между метками М 1 и М2 с точностью до десятой доли секунды.(t 0).
2. Затем повторить те же операции и в той же последовательности с растворами крахмала различной концентрации, начиная с минимальной концентрации (по 10 мл каждого раствора) и измеряя время истечения жидкости для каждой концентрации: (t 0,5, t 1.5, t 1,8, t 4.0).
Рис. Вискозиметр ВПЖ-2м.
Результаты эксперимента заносят в таблицу:
Концентрация растворов крахмала (С, г/л) | Время истечения Жидкости (t,сек) | удельная | приведенная |
0 (вода дистил.) | - | - | |
0,5 | |||
1,5 | |||
1,8 | |||
4,0 |
Расчеты:
Расчет удельной вязкости проводится по уравнению:
(уд.) = t раствора - t 0 / t 0
(уд.) 1 =
(уд.)2 =
(уд.) 3 =
(уд.) 4 =
Приведенную вязкость рассчитывают по уравнению:
(привед.) = (уд.) / С (конц.исслед.раствора);
(привед.)1 =
(привед.)2 =
(привед.)3 =
(привед.)4 =
По рассчитанным значениям удельной вязкости для четырех различных концентраций (данные занести в таблицу), строим график зависимости приведенной вязкости от концентрации:
График:
По графику определяем характеристическую вязкость (точка пересечения графика с осью ординат) [ ] =
Молярную массу биополимера рассчитывают по уравнению Штаудингера:
= K * Mα , отсюда M = =
K – константа, характерная для полимеров одного гомологического ряда (для гомологического ряда полисахаридов К = 6,1х 10-6 )
α – константа, характеризующая гибкость макромолекул и их взаимодействие с молекулами растворителя (α= 0,63)
Вывод:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. Определите молярную массу рибонуклеазы, если результаты вискозиметрического метода для водных растворов рибонуклеазы следующие: характеристическая вязкость водного раствора полимера = 0,033 м3/кг; К= 5,1х10-5; α = 0,68
2. Рассчитайте удельную и приваеденную (относительную) вязкость раствора белка, если время истечения этого раствора равно 600 сек., а время истечения воды – 240 сек. Плотность раствора белка равна 1,008 г/ см 3.
3. Молярная масса биополимера 230000 г/моль. Вычислить характеристическую вязкость раствора биополимера, используя следующие эмпирические константы: К=1.15 х 10-4; α = 0,72.
4. Приведенные (относительные) вязкости ряда водных растворов биополимера определены вискозиметрическим методом при температуре 298К:
Результаты определения представлены в таблице:
Концентрация раствора в г/л | 0,247 | 0,499 | 0,999 | 1,998 |
Относит. вязкость | 1,355 | 1,782 | 2,879 | 6,090 |
Определите характеристическую вязкость раствора биополимера.