Методика виконання роботи. Правила роботи на віскозиметрах марки ВПЖ-3.

Правила роботи на віскозиметрах марки ВПЖ-3.

Під час вимірювання в’язкості на віскозиметрі ВПЖ-3, схема якого надана на рис. 1.3, рідина протікає через капіляр під впливом власної ваги. Вище і нижче розширення у віскозиметрі розташовані мітки. Віскозиметр закріплюють вертикально в штатив. Рідину, в’язкість якої вимірюють наливають у хімічний стакан. У рідину опускають трубку віскозиметру на глибину 2…3 см. Далі за допомогою груші рідину втягують по капіляру у верхнє розширення віскозиметру: кран при цьому повинен бути відкритим. Затягнувши рідину вище верхньої мітки кран перекривають, щоб запобігти нефіксованому витіканню рідини. Підготувавшись до вимірювання відкривають кран і за допомогою секундоміру фіксують час, що необхідний для зниження рівня рідини від верхньої до нижньої мітки. Потім рідину знову затягують угору по капіляру і повторюють вимірювання. Дослід необхідно повторювати декілька разів, доки не буде одержано 3-5 приблизно однакових значень часу витікання рідини.

Рисунок 2.5 – Віскозиметр ВПЖ-3

Техніка виконання роботи. З гарячого розчину пектину готують чотири розчини: 0,75; 1,0; 1,25 і 1,5 % по 100 мл кожного. Охолоджують приготовлені розчини до кімнатної температури і за допомогою віскозиметра ВПЖ-3 за вищенаведеною методикою вимірюють їх в’язкість. Вимірювання в’язкості кожного розчину пектину повторюють 3-5 разів, доки не одержують достатньо близькі значення часу витікання розчинів пектину через капіляр. За результатами вимірювань розраховують значення кінематичної в’язкості досліджуваних розчинів пектинів. Значення константи віскозиметру беруть у викладача. Одержані результати вимірювань і розрахунків заносять до табл. 2.2.

Таблиця 2.2 – Кінематична в’язкість розчинів етерифікованого пектину

Оформлення результатів. Запропонований метод визначення кінематичної в'язкості розчинів пектину полягає в вимірюванні часу витікання певного об'єму рідини під дією сили тяжіння через капіляр відомого діаметру. В’язкість рідини розраховують за формулою:

n = k×t_ср, ,(2.3)

де ‎k – константа віскозиметру, 0,4715 мм²/с²; t_ср – час витікання рідини з віскозиметру (середнє значення декількох вимірювань) , с.

Одиницею кінематичної в'язкості є сантистокс (1 сСт = 1 мм²/с). Оскільки густина розбавлених розчинів пектину практично дорівнює 1 г/см³, можна вважати, що значення кінематичної в’язкість чисельно дорівнюють динамічній в’язкості.

Далі розраховуємо приведену в’язкість – питому в’язкість віднесену до одиниці концентрації розчину

.,(2.4)

За результатами досліджень будують графік залежності кінематичної в’язкості розчинів пектину від концентрації n = f(C). Якщо одержаний графік має класичну форму, будують наступний графік h_пр = f(C), який повинен мати форму прямої, що перетинає вісь ординат в точці, яка чисельно дорівнює характеристичній в’язкості розчинів пектину:

.,(2.5) Характеристична в’язкість являє собою приведену в’язкість при нескінченному розбавленні, коли можна вважати, що взаємодія частинок дисперсної фази або макромолекул ВМС практично відсутня.

Дослідження в’язкості розбавлених розчинів полімерів дає непряму інформацію про їх молярну масу. Залежність в’язкості розбавлених розчинів ВМС від їх молярної маси характеризується рівнянням Марка-Хаувінка:

, (2.6)

де K – константа, характерна для кожного гомологічного ряду, яка залежить від природи ВМС і розчинника, для водних розчинів пектину К = 2,7×10^–4; a - коефіцієнт, що враховує ступень гнучкості ланцюгів ВМС; його значення змінюються в інтервалі від 0,5, коли часточки мають сферичну форму до 0,9, що характерно для жорстких макромолекул з макромолекулами паличкоподібної форми, для макромолекул пектину у водному розчині a = 0,8…0,9.

Контрольні запитання

1. Що таке в’язкість? В яких одиницях вона вимірюється?

2. Сформулюйте закон Ньютона. Які речовини називають ньютонівськими, а які відносять до неньютонівських?

3. Що являє собою динамічна в’язкість? В яких одиницях її вимірюють?

4. Що являє собою кінематична в’язкість? В яких одиницях її вимірюють?

5. Що являють собою полісахариди ІІ-го порядку? Яку будову макромолекул вони мають?

6. Які пектинові речовини Ви знаєте? Наведіть їх коротку характеристику.

7. Які об’єкти вивчає віскозиметрія? Які типи віскозиметрів ви знаєте?

8. Що являє собою за хімічною природою пектин? Де він зустрічається у природі? Яку роль від виконує в метаболізмі живих організмів?

9. Коротко наведіть характеристики різних пектинів (зовнішній вигляд, розчинність у воді, молярну масу, в’язкість) залежно від джерела одержання й ступеню очищення.

10. Наведіть формулу структурної одиниціполігалактуронової кислоти.

11. Поясніть принцип роботи капілярного віскозиметру.

12. Що таке відносна в’язкість? Як вона зв’язана з питомою, приведеною і характеристичною в’язкістю розчинів ВМС?

13. Як кінематична в’язкість розчинів пектину залежить від їх концентрації, і температури?

14. В чому полягають реологічні особливості структурованих систем?

15. Визначте, як змінюється молярна маса метилцелюлози, якщо її характеристична в’язкість дорівнює 1,55. Коефіцієнт К в рівнянні Марка-Хаувінка дорівнює 0,016, а показник a зменшується від 0,65 до 0,55 внаслідок агрегації макромолекул.

Поиск по сайту: