膜渗透法
同修 / 2022-07-15
膜渗透法
当将纯溶剂和溶液放在一起并用特制的半透膜将其隔开时，可以看到溶剂分子通过半透膜进入溶液的渗透现象(见图16-37)。此时可观察到溶液与溶剂的液面产生液位差。高出的溶液液面即相当于一种压力加到纯溶剂的液面，此即为渗透压。其可理解为使溶剂分子停止向溶液渗透所必须施加的额外压力。
渗透压(Ⅱ)的大小可表示3－ 如下：
I=dgh
式中d——溶液的密度；
g——重力加速度；
h——溶液与溶剂的液面差。
对稀溶液，则为：
llV=nRT
式中 V——溶液的体积；
n——在容积V的溶液中所含溶质的摩尔数；
R—气体常数；
T——绝对温度。
已知n=W/M为溶质重量，M为溶质分子量。
通常c的单位是克/毫升，II的单位用溶剂柱的高度厘米表示。
如图16-38中II-c图所示。对于无限稀释的溶液，存在下述关系：
M=RT/（ll/c）0
为准确获得(II/c)0，通常作II/c-c图，并外推至c=0时，截距为(II/c)0，如图16-39所示。
膜渗透仪结构见示意图16-40。其具有精确的恒温装置和小体积(0.4毫升)的测量池，测量池被一个半透膜分为两部分，上半部测量池对外界开放，装入被测量的溶液，下半部充满溶剂与外界隔绝，溶剂给出对应于样品溶液渗透浓度的负渗透压。安装在测量池下半部的一个不锈钢薄膜，由于负渗透压而产生轻微弯曲，这种弯曲运动被压力调节系统记录并把它转变成一个电信号。
膜渗透仪利用一种特殊装置，使用溶剂的静压差进行渗透压的标定。不同高度的静压差通过半透膜起作用，以影响在测量池下半部的压力测量系统。
测量池由不锈钢制作，使用聚四氟乙烯密封垫和纤维素半透膜，适用于测量各种溶液。
被测量的溶液应为稀溶液，其每100毫升溶剂中约含溶质0.2～2克。
对于1克/100毫升浓度的溶液，其对应的分子量及用厘米水柱表示的渗透压如下述：
1克/100毫升浓度溶液对应的质量摩尔浓度 分子量 渗透压ll
(以厘米水柱表示)
0.5/1000 2×10 4 12.6
0.25/1000 4×10 4 6.3
0,165/1000 6×10 4 4,2
测量池注入样品溶液后，仪器的平衡速度及可测量的分子量下限，由纤维素具有的渗透细孔数目及细孔大小、分布等纤维素半透膜的特性所决定。测定下限为5000~1000，测定上限由仪器的最大灵敏度决定，可达1000000。仪器可在5~130℃工作，控温精度达0.001℃。
对于不同的样品，可使用不同的半透膜材料和不同溶剂，并按照推荐的温度操作。
使用的纤维素半透膜(再生纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素)测量前应置于含60%丙酮的水溶液中保存，再放置于预先脱气的、待使用的溶剂中浸渍一定时间。最后将处理好的半透膜仔细安装于测量池中。在保证测量池下半部严密与外界隔绝并固定在正确位置后(可由记录仪显示的位置确定)，再用待使用的溶剂冲洗测量池，调记录仪至零点位置并稳定。然后进行标定，用10厘米液柱调至满刻度。再使被测量溶液进入测量池，根据记录仪偏转格数，记录渗透压所对应的以厘米高度计的溶剂液柱的数值。
为测定分子量，应准备由0.2克/100毫升至2克/100毫升之间的三种被测溶液。由计算的II/c对c作图，外推曲线至0时的Ⅱ/c值，然后代入下式求出平均分子量。
.jpg "膜渗透法")
.jpg "膜渗透法")
.jpg "膜渗透法")
.jpg "膜渗透法")
闽ICP备15011996号-4
|
闽公网安备35040002000218号
|
