Изучение процессов набухания и студнеобразования. Лабораторная работа 6. Лабораторная работа 6 Изучение процессов набухания и студнеобразования
 Скачать 23.78 Kb.
|
Лабораторная работа № 6Изучение процессов набухания и студнеобразования Цель работы: Исследование кинетики ограниченного набухания веществ; факторов, влияющих на процессы набухания и студнеобразования. Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, колбы, мерные цилиндры, термометр, линейка, водяная баня, химические весы, желатин, крахмал, зерно, печенье, 0,025 % растворы HCl и NaOH, 0,1 % растворы NaCl, KCl, K2SO4, KCNS. Теоретическая часть 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 1 по образцу: Таблица № 1
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 2. Таблица № 2
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 0С. После этого пробирки помещают в термостат с температурой 10 -15 0С; 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
Опыт 6. Влияние концентрации на скорость студнеобразования На технохимических весах взвесьте три навески желатина: 0,4; 0,6 и 0,8 г. Поместите навески в три колбы и, прилив туда по 15 мл воды, оставьте стоять их на 30 мин. Желатин набухает. Через 30 мин опустите колбы в кипящую водную баню до полного растворения желатина. Содержимое колб взболтайте и охладите в термостате до 150С. Отметьте время погружения колб в термостат и момент образования студня. Разница между временем погружения и моментом образования студней является временем застудневания. Процесс застудневания считается законченным, если желатин не выливается при переворачивании колбы. На основании данных опыта постройте кривую, откладывая по оси абсцисс концентрацию раствора, а по оси ординат – скорость застудневания. Как влияет концентрация раствора на скорость застудневания и механические свойства студней? Сделайте вывод лабораторной работы №6. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||