朝阳科技大学应用化学系.DOC

1、朝 陽 科 技 大 學 應 用 化 學 系101 學 年 度 應 用 化 學 實 驗 報 告實 驗 1 以黏度法測定高分子之分子量實 驗 日 期 民國 102 年 5 月 1 日 溫 度 ： 26 壓 力 ： 746 mmHg姓 名 學 號 負 責 分 工1. 郭美均 99190172. 游蕙綺 9919009第 六 組3. 王孟珮 9919117繳 交 日 期 繳 交 記 錄 評 分預習報告 103 / 04 / 29結果報告 103 / 05 / 06實驗 1.數據紀錄實驗日期：2013/5/1 ；溫度： 26 ；壓力： 746 mmHg1. PVA 溶液配製A 液 PVA 10 g 溶於

2、 1000 mL 水；濃度： 1 g PVA /100mLB 液 取 A 液 40 mL 稀釋至 50 mL；濃度： 0.8 g PVA/100mLC 液 取 A 液 30 mL 稀釋至 50 mL；濃度： 0.6 g PVA/100mLD 液 取 A 液 20 mL 稀釋至 50 mL；濃度： 0.4 g PVA/100mLE 液 取 A 液 10 mL 稀釋至 50 mL；濃度： 0.2 g PVA/100mL計算過程：A 液： X = 1 g PVA101000= 100B 液： X = 0.8 g PVA4010050 = 100C 液： X = 0.6 g PVA3010050 =

3、100D 液： X = 0.4 g PVA2010050 = 100E 液： X = 0.2 g PVA1010050 = 1002. PVA 溶液比重與濃度測量時之溫度 26 表一 PVA 溶液比重與濃度測量溶液 空瓶重 (g) 空瓶 + 水重(g) 空瓶 + 溶液重(g) 視比重E 14.5543 24.4996 24.4782 0.9978D 12.9543 22.8857 22.8730 0.9987C 13.0976 23.0583 23.0546 0.9996B 13.0544 22.8989 22.9132 1.0015A 17.9916 27.7779 27.8067 1.00

4、29計算過程：視比重t / t 公式 1： ，表示物質在 t (空瓶 + 溶液重 ()-空瓶重 () (空瓶 + 水重 (g)- 空瓶重 ()時測得之質量與同體積的純水在 t 之質量比。E 液視比重 30/30： = 0.997824.478214.554324.499614.5543D 液視比重30/30 ： = 0.998722.873012.954322.885712.9543C 液視比重30/30 ： = 0.999623.054613.097623.058313.0976B 液視比重 30/30： = 1.001522.913213.054422.898913.0544A 液視比重3

5、0/30 ： = 1.002927.806717.991627.777917.99163. 黏度測量記錄：表二黏度測量奧士瓦黏度計測量結果(sec)溶液 PVA 濃度(g/100mL) 第一次 第二次平均時間(sec)蒸餾水 0 211 211 211E 0.2 221 221 221D 0.4 279 281 280C 0.6 305.6 306.8 306.2B 0.8 370 373 371.5A 1 435 436 435.54. 求 PVA 溶液之比重，並按照黏度定義之公式，計算各溶液之相對黏度、比黏度、比濃黏度及固有黏度。 ：待測液體之密度公式 2 相對濃度： r = t：待測液體

6、流動時間 0 0公式 3 比黏度 ： sp = r 1 0：蒸餾水之密度公式 4 比濃黏度： red = t0：蒸餾水流動時間公式 5 固有濃度： inh = C：待測液濃度公式 6 真實比重 t/t = 視比重 t/t + ( 1 - 視比重 t/t ) da ：30乾燥空氣密度 = 0.001165 g/cm3dw ：30水的密度 = 0.995646 g/cm3公式 7 真實比重 t/4 = 視比重 t/t + ( 1 - 視比重 t/t )Dw：4水的密度 = 1.000000 g/cm 3公式 8 待測液之密度： = 真實比重 t/t 純水於 t時之密度公式 9 待測液之密度： =

7、真實比重 t/4 純水於 t時之密度4表三 PVA 溶液之比重與各溶液之相對黏度、比黏度、比濃黏度及固有黏度溶液真實比重30/30(g/cm3)3030()(g/cm3) r sp red inhE 0.997803 0.993458 1.045092 0.045092 0.225459 0.220524D 0.998703 0.994354 1.325293 0.325293 0.813231 0.704083C 0.999603 0.995250 1.450608 0.450608 0.751013 0.619971B 1.001503 0.997142 1.763309 0.763309

8、 0.954136 0.708990A 1.002903 0.998536 2.069972 1.069972 1.069972 0.727535溶液真實比重30/4(g/cm3)304()(g/cm3)E 0.993458 0.989132D 0.994353 0.990024C 0.995248 0.990915B 0.997114 0.992773A 0.998530 0.994182計算過程：E 真實比重 30/30 = 0.9978 + (0.001165/0.995646)( 1 0.9978 ) = 0.997803 g/cm3D 真實比重 30/30 = 0.9987 + (0

9、.001165/0.995646)( 1 - 0.9987 ) = 0.998703 g/cm3C 真實比重 30/30 = 0.9996 + (0.001165/0.995646)( 1 0.9996) = 0.999603 g/cm3B 真實比重 30/30 = 1.0015 + (0.001165/0.995646)( 1 1.0015) = 1.001503 g/cm3A 真實比重 30/30 = 1.0029 + (0.001165/0.995646)( 1 1.0029) = 1.002903 g/cm3E 真實比重 30/4 =0.9978(0.995646/1)+(0.0011

10、65/0.995646)(10.9978)=0.993458D 真實比重 30/4 =0.9987(0.995646/1)+(0.001165/0.995646)(1-0.9987)=0.994353C 真實比重 30/4 =0.9996(0.995646/1)+(0.001165/0.995646)(10.9996)=0.995248B 真實比重 30/4 =1.0015(0.995646/1)+(0.001165/0.995646)(11.0015)=0.997114A 真實比重 30/4 =1.0029(0.995646/1)+(0.001165/0.995646)(11.0029)=0

11、.998530E 待測液密度 = 0.993458 0.995646 = 0.989132 g/cm3304D 待測液密度 = 0.994353 0.995646 = 0.990024 g/cm3304C 待測液密度 = 0.995248 0.995646 = 0.990915 g/cm3304B 待測液密度 = 0.997114 0.995646 = 0.992773 g/cm3304A 待測液密度 = 0.998530 0.995646 = 0.994182 g/cm3304E 待測液密度 = 0.997803 0.995646 = 0.993458 g/cm33030D 待測液密度 =

12、0.998702 0.995646 = 0.994354 g/cm33030C 待測液密度 = 0.999600 0.995646 = 0.995250 g/cm33030B 待測液密度 = 1.001498 0.995646 = 0.997142 g/cm33030A 待測液密度 = 1.002897 0.995646 = 0.998536 g/cm33030E 相對濃度 r = (0.993458 221) / (0.995646 211) = 1.045092D 相對濃度 r = (0.994354 280) / (0.995646 211) = 1.325293C 相對濃度 r = (

13、0.995250 306.2) /(0.995646 211) = 1.450608B 相對濃度 r = (0.997142 371.5) /(0.995646 211) = 1.763309A 相對濃度 r = (0.998536 435.5) /(0.995646 211) = 2.069972E 比黏度 sp = 1.045092 - 1 = 0.045092D 比黏度 sp = 1.325293 - 1 = 0.325293C 比黏度 sp = 1.450608 - 1 = 0.450608B 比黏度 sp = 1.763309 - 1 = 0.763309A 比黏度 sp = 2.0

14、69972 - 1 = 1.069972E 比濃黏度 red = 0.045092 / 0.2 = 0.225459D 比濃黏度 red = 0.325293 /0.4 = 0.813231C 比濃黏度 red = 0.450608 / 0.6 = 0.751013B 比濃黏度 red = 0.763309 / 0.8 = 0.954136A 比濃黏度 red = 1.069972 / 1 = 1.069972E 固有濃度 inh = ln ( 1.045092 ) / 0.2 = 0.220524D 固有濃度 inh = ln ( 1.325293 ) / 0.4 = 0.704083C 固

15、有濃度 inh = ln ( 1.450608 ) / 0.6 = 0.619971B 固有濃度 inh = ln ( 1.763309 ) / 0.8 = 0.708990A 固有濃度 inh = ln ( 2.069972 ) / 1 = 0.7275350 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.200.20.40.60.811.21.4PVA溶 液 比 濃 黏 度(red) vs 濃 度(C)濃 度red0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.200.20.40.60.8PVA溶 液 固 有 黏 度(inh) vs濃 度(C)濃度inh5. 作圖：PVA 溶液比濃黏度 (red)

16、vs 濃度(C) 及PVA 溶液固有黏度( inh) vs濃度(C) 圖一 PVA 溶液比濃黏度( red) vs 濃度(C)比濃黏度( red)為 X 軸，濃度為 Y 軸。圖二 PVA 溶液固有黏度( inh) vs 濃度(C)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.200.20.40.60.811.2 固 有 黏 度比 濃 黏 度Linear (固 有 黏 度)Linear (比 濃 黏 度)PVA溶 液 固 有 黏 度(inh) 及 比 濃 黏 度(red) vs 濃 度(C)濃 度(g PVA/100mL)inh，red固有黏度( inh)為 X 軸，濃度為 Y 軸。6. 以濃度為

17、橫軸比濃黏度及固有黏度為縱軸繪圖，求出極限黏度 之值，說明其過程。圖三 PVA 溶液固有黏度 (inh)及比濃黏度( red) vs 濃度(C)以外差法求得當濃度趨近於零時(為濃度極稀薄時)，黏度值為縱軸的截距，如果兩線沒有在縱軸上交於一點，各別取截距之平均值其值為極限黏度 。濃度為 X 軸，比濃黏度及固有黏度為 Y 軸。 = (0.2138 + 0.2905 ) / 2 = 0.252157. 由 計算 PVA 平均分子量。列舉計算過程。說明參數來源。公式 8： = KMa ：為高分子溶液之極限黏度K 與 a：為常數，受溶劑溶質種類及溫度等因素影響。PVA：聚醋酸乙烯(polyvinylac

18、etate)之 K 值等於 2.8 10-4，a 值等於 0.67。 = 0.25215 = 5.9 10-4 M0.67M = = 8444.5702610.670.252155.9 104PVA 平均分子量等於 8444.570261 g/mole8. 與理論值比較，說明並討論比較其結果。PVA 分子量範圍：30000 120000，而所計算出的為 8444.570261，沒有介於理論範圍間，顯然還有一大截差距。9. 溶液 E 不同溫度之黏度測量結果表四溶液 E 不同溫度之黏度測量奧士瓦黏度計測量結果 (sec)溫度() 第一次 第二次平均時間 (sec)30 221 221 22135 200.3 201.3 200.9540 182.3 182.8 182.5510. 使用已知純水之絕對黏度計算溶液 E 之在 35及 40之密度並計算絕對黏 度。公式 9： = Ct 純水在 30之絕對黏度等於 0.8007，密度等於 0.9957 g/cm3 ，流經時間等於 211 sec。