ЖМҚ химиясы бойынша презентация тақырыбы "Полимерлердің молекулалық массасын анықтау әдістері"

• 1 слайд

  Полимерлердің
  молекулалық массасын
  анықтау
  

• 2 слайд

  Полимерлер (грек. "поли"—көп, "мерос"—бөлшек) ондаған және жүздеген мың, кейде миллиондаған атомдардан тұратын үлкен молекулалар
  
  
  
  
  
  

• 3 слайд

  ЖМҚ
  молекулалық массасына байланысты
  кіші молекулалы Мг<500
  олигомерлер (500<Мг<5000)
  үлкен молекулалы М >5000
  

• 4 слайд

  Кіші молекулалы заттар
  
  *өздеріне тән балқу, қайнау температураларымен және басқа да тұрақты шамалармен, яғни константалармен сипатталады
  
  *қасиеттерінің тұрақты болуы, олардың молекулалық массаларының тұрақтылығында
  Жоғары молекулалы қосылыстар
  
  *орташа молекулалық масса
  
  *молекулалық массасы құрылым буындарының санына байланысты өзгеріп отырады. Осыған сәйкес қасиеттері де елеулі түрде өзгереді
  

• 5 слайд

  Полимерлердің қасиеттері әртүрлі әдістер арқылы анықталатын молекулалық массаларға тәуелді болады. Кез-келген табиғи немесе жасанды полимер қашанда әртүрлі молекулалық массасы бар молекулалардың қоспасынан тұрады, сондықтан алғашқы және соңғы молекулалық массалары оны анықтайтын әдістер негізіне бағынатын ұстанымдарға тәуелді болады және ол бірнеше молекулалық бөліктердің орташа мәні болып былады. Полимерлердің орта салмақтық (Mw) және орта сандық (Мп) молекулалық массаларының қатьнастары (Mw/Mn) олардың полидисперстілігін көрсетеді.
  
  

• 6 слайд

  Полимерлердің молекулалық массасын анықтау үшін келесі әдістерді қолданады :
  Функционалдық топтарды анықтауға негізделген химиялық әдістер (соңғы топтар )
  Сұйылтылған полимер ерітінділернің термодинамикалық қасиеттеріне негізделген термодинамикалық әдістер (осмотикалық қысымды өлшеу , криоскопия , эбуллиоскопия)
  Молекулярлы – кинетикалық әдістер (диффузия жылдамдығын өлшеу),ультрацентрифугирлеу , полимер ерітінділерінің тұтқырлығын өлшеу .
  Оптикалық әдістер ( полимер ерітінділерінде жарықтың шашырауын өлшеуге негізделген )
  
  
  

• 7 слайд

  Соңғы топ әдісі –ОН , -СООН , NH 2 және т.б. реакциялық – қабілетті соңғы топтары бар , кондесаттық жолақты полимерлер үшін қолданылады және 103 – тен 105 - ке дейін полимерлердің молеклалық массасын анықтауға мүмкіндік береді
  
  Орта сандық молекулалық массаны мына теңдеу бойынша анықтайды
  Mn =100ZE/e
  Мұндағы Z- макромолекуладағы соңғы топтар саны , E– соңғы топтың молярлық массасы , e– эксперименттік табылған соңғы топтвр құрамы ,%.
  
  Соңғы топтардың санын титриметриялық және колориметриялық әдістермен анықтауға болады.
  
  Орта салмақтық молекулалық масса молекулярлық массамен молекулалардың массалық үлесін анықтауға негізделген өлшеулер нәтижесімен анықталады . Анықтау үшін вискозиметрия , диффузиялық әдістер , ультрацентрифугирлеу және жарық шашырау әдістерін қолданады .
  

• 8 слайд

  Тұтқырлық ЖМҚ-дың ерітінділерінің айрықша, өздеріне ғана тән қасиетіне жатады. ЖМҚ-ң сұйылтылған ерітінділерінің өзі жоғары тұтқырлық көрсетеді. Бұл жағдай олардың өте үлкен молекулалық массаларымен және тізбектің икемділігімен, сол сияқты макромолекуланың жоғары сольваттану қабілетімен түсіндіріледі.
  — ЖМҚ-дың ерітінділерінің тұқырлығы температура жоғарылағанда төмендейді.
  — ЖМҚ-дың тұтқырлығы ағу жылдамдығына және сыртқы қысымға байланысты өзгереді:
  а) сұйылтылған ерітінділерде макромолекуланың ағу барысында бағытын өзгертуіне байланысты болады;
  б) концентрленген ерітінділерде ішкі құрылымның бұзылуына сәйкес өзгереді (аномальдык немесе құрылымдық тұтқырлық).
  Аса сұйылтылған ЖМҚ-дың ерітінділерінің тұтқырлығын сипаттау үшін Штаудингер мынадай теңдеуді ұсынды:
  η – η0/η0 =КСМα ηмен=КСМα
  Мұндағы:
  — М - молекулалық масса — С - массалық үлес — К және α – константалар
  — η0 - еріткіш тұтқырлығы— η - ерітінді тұткырлығы
  — (η – η0)/η0 = ηсалыст — ηсалыст/С=KCMα
  — ηсалыст/С=KMα — ηсалыст/С – келтірілген тұтқырлық деп аталады
  — [η]=KMα – сипаттаушы тұтқырлық
  ЖМҚ-дың мольдік массасын анықтау үшін М=[ η ]/К
  
  
  
  
  

• 9 слайд

  Полимердің тұтқырлығын анықтау үшін, еріткіш пен полимер ерітіндісінің капиллярлы вискозиметрдің түтікшесінен өту уақыттарын белгілі бір температурада анықтайды.
  
  Салыстырмалы тұтқырлық - ерітіндінің капиллярлы вискозиметр түтікшесінен өту уақытының, еріткіштің өту уақытының (бірдей жағдайда өлшенген) мәндерінің қатынасына тең болады. η сал = /0.
  
  Меншікті түтқырлық - ерітінді мен еріткіштің тұтқырлықтарының айырмасының еріткіш тұтқырлығына қатынасын көрсетеді. η мен =  -0 /0.
  
  Келтірілгеи тұтқырлық - деп, полимердің меншікті тұтқырлығының оның концентрациясына байланыстылығын айтады. η кел = η мен/C.
  
  Өзіндік (сипаттамалы) тұтқырлық деп, полимер ерітіндісінің қонцентрациясы нольге ұмтылған кезде, келтірілген тұтқырлықтың мәнін атайды. Өзіндік тұтқырлықтың мәні графиктен (өрнектен) полимердің концентрациясы нольге ұмтылған кездегі мәнін экстраполяциялау арқылы табады. [η]=( η мен / С) C  0.
  Молекуулалық массаны есептеу үшін Марк-Кун-Хаувинг теңдеуін лагорифмдік түрде қолданады:
  lg[η]=lgK + lgM;
  lgM=(lg[η]-lgK) / 
  
  

• 10 слайд

  
  Эбулиоскопия — ерітіндінің қайнау нүктесінің жоғарылауымен молекулалық массаны анықтау әдісі .
  Мұндағы М1 — еріткіштің молярлық массасы , DиспН1 — еріткіштің булану энтальпиясы , m2 —ерітінді молярлығы моляльность раствора ( еріген заттың моль саны 1 кг еріткішке саналған ); Е – эбулиоскопиялық тұрақты , бір молярлы ерітіндінің қайнау температурасының таза еріткіштің қайнау температурасымен салыстырғанда жоғарылауына . Е шамасы еріген зат емес , еріткіштің қасиеттерімен анықталады .
  

• 11 слайд

  Криоскопия – ерітіндінің қату температурасының төмендеуімен молекулалық массаны анықтау әдісі .
  М1 — еріткіштің молярлық массасы , DплН1 — еріткіштің балқу энтальпиясы, m2 — ерітінді молярлығы; K – бірге тең , ондағы еріген заттың молярлығымен еріткіштің қату температурасының төмендеуңне тең болатын , еріткіштің қасиетіне тәуелді криоскопиялық тұрақты
  

• 12 слайд

  Эбулиоскопиялық әдіс үшін құрылғы
  Криоскопиялық әдіс үшін құрылғы
  

• 13 слайд

  Ультрацентрифугирлеу — жоғары молекулалық қосылыстарды , вирустарды ультрацентрифуга көмегімен бөлу және анықтау әдісі .
  Әдіс , ақуыздар центрифугирлік сынауықта ультрацентрифуганың роторына салынуында . Роторды айналдырғанда ақуыздардың тұнуы олардың молекулалық массасына пропорционал болады : ауырлау ақуыздар кюветаның түбінде , жеңілдеуі – үстіңгі жағында фракция түзеді ;