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高分子の粘度と濃度の関係

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  • 質問No.119824
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お礼率 93% (31/33)

高分子の希薄溶液を粘度測定すると、本来ならマーク-ホーウィンク-桜田の式に従って直線になるはずなのに、グラフが指数関数のようになってしまいます。
なぜか判るかた教えてください。
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質問者が選んだベストアンサー

  • 回答No.4
レベル9

ベストアンサー率 40% (22/54)

なるほど,比粘性率から固有粘度を見積もったところまでは確認しました.
グラフの切片から見積もった訳ですね.
ここで問題になるのは,固有粘度は文献値と一致しているのかという問題
ですね.あなたが使用している高分子は既存物質ですか?もし既存であれば
恐らく高分子辞典に固有粘度の記載があるはずです.チェックしてください.
もう一つ問題なのは溶媒の選択はあっているのかということ.
高分子は溶媒によって構造を変えます.良溶媒すぎても,貧溶媒すぎても
ダメです.M-H-S式は剛体球近似です.
溶質が剛体球からかけ離れた構造を取る場合には適用できません.
その場合には補正項を加えた式を使うのが一般的です.

最終的に自分の処理が間違えていないということになったら,溶質の構造
を考えてください.
お礼コメント
kao0523

お礼率 93% (31/33)

固有粘度の文献値を調べてみます。
親切な説明ありがとうございました。
投稿日時 - 2001-08-18 09:30:45
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その他の回答 (全4件)

  • 回答No.1
レベル9

ベストアンサー率 40% (22/54)

ちゃんと両対数プロットしていますか? もしちゃんと両対数でプロットしていても指数関数的に増加するのであれば,それは実験がおかしいと思います.実験をやり直しましょう. ちなみに,マークホーイング-桜田の式を使う場合,粘度と分子量の関係に なります.しっかり基礎を勉強し直しましょうね. ...続きを読む
ちゃんと両対数プロットしていますか?
もしちゃんと両対数でプロットしていても指数関数的に増加するのであれば,それは実験がおかしいと思います.実験をやり直しましょう.
ちなみに,マークホーイング-桜田の式を使う場合,粘度と分子量の関係に
なります.しっかり基礎を勉強し直しましょうね.
補足コメント
kao0523

お礼率 93% (31/33)

文献を読んで、(ηsp/c)-cのプロットをうって、濃度零への補外によって[η]を求め、M-H-S式に代入することにより分子量を求めているのですが、この方法ではだめなのでしょうか?
投稿日時 - 2001-08-17 14:47:45


  • 回答No.2
レベル14

ベストアンサー率 50% (1133/2260)

 先の回答者の方も書かれていますが,どの様なプロットをされていますか。私の手元の「物理化学」の教科書には,Mark-Kuhn-Houwink-桜田(マ-ク ー ク-ン ー フ-ウィンク ー 桜田)の式として,次の式がのっています。   [η] = K・(Mv)^a       K, a: 溶媒と高分子の型に依存する定数       Mv: 粘度平均モル質量  ここには濃度は出てきませんし, ...続きを読む
 先の回答者の方も書かれていますが,どの様なプロットをされていますか。私の手元の「物理化学」の教科書には,Mark-Kuhn-Houwink-桜田(マ-ク ー ク-ン ー フ-ウィンク ー 桜田)の式として,次の式がのっています。

  [η] = K・(Mv)^a
      K, a: 溶媒と高分子の型に依存する定数
      Mv: 粘度平均モル質量

 ここには濃度は出てきませんし,指数関数ですが。

 もう一度「物理化学」の教科書の「粘度」や「高分子」の部分を見直してみて下さい。プロットが違っていませんか。

 もし,プロットがあっているようでしたら,濃度が高くなって,希薄溶液と言えなくなったのでは?
 
補足コメント
kao0523

お礼率 93% (31/33)

先の回答者のかたの補足にも書いたのですが、直接にはM-H-S式に従っているわけではなく、その前の段階で直線にならないのです。
説明不足ですみません。
濃度は0.2~1%溶液で行っているのですが・・・
投稿日時 - 2001-08-17 15:36:28
  • 回答No.3
レベル14

ベストアンサー率 50% (1133/2260)

rei00 です。補足拝見しました。 > 文献を読んで、(ηsp/c)-cのプロットをうって、 > 濃度零への補外によって[η]を求め、  ηsp とは何でしょうか。η は測定した粘度かと思いますが,sp は何でしょうか。このグラフの濃度零への補外からどうやって[η]を求めるのでしょうか。  先の物理化学の教科書(アトキンス,第6版)には,例題として,[(η/η0)-1] ...続きを読む
rei00 です。補足拝見しました。

> 文献を読んで、(ηsp/c)-cのプロットをうって、
> 濃度零への補外によって[η]を求め、

 ηsp とは何でしょうか。η は測定した粘度かと思いますが,sp は何でしょうか。このグラフの濃度零への補外からどうやって[η]を求めるのでしょうか。

 先の物理化学の教科書(アトキンス,第6版)には,例題として,[(η/η0)-1] - c プロット(η0 はその高分子の固有粘度)を元に[η]を求めるものがあります。御覧になってみてください。

 なお,この例にはグラフものっていますが,高濃度側では若干直線からずれています。お書きの「グラフが指数関数のようになってしまいます」がどの程度かわかりませんが,これと同じ程度であれば問題ないと思います。このズレは,高濃度側では,完全な希薄溶液とは言えないために,生じるのだと思います。
 
お礼コメント
kao0523

お礼率 93% (31/33)

ηspとは比粘度((η-η0)/η0)のことです。
物理化学の教科書(アトキンス,第6版)でも高分子側がずれているのですね。
参考にしてみます。
ありがとうございました。
投稿日時 - 2001-08-18 08:57:46
  • 回答No.5
レベル6

ベストアンサー率 22% (2/9)

ηspはどれぐらいの値ですか? もしあまりにも大きい値(1以上)でしたら、もっと薄くして測定してみてください。 あと考えられる原因が、会合体の形成です。 もしポリマーがブロック体、あるいは他の会合しやすいもの(アイオノマーなど)の場合は会合体が考えられます。ある濃度において会合するような系(ミセル等)ではその濃度(CMC)の前後で傾きが変化します。(指数関数的ではなく、2本の直線ですが)そのような場 ...続きを読む
ηspはどれぐらいの値ですか?
もしあまりにも大きい値(1以上)でしたら、もっと薄くして測定してみてください。
あと考えられる原因が、会合体の形成です。
もしポリマーがブロック体、あるいは他の会合しやすいもの(アイオノマーなど)の場合は会合体が考えられます。ある濃度において会合するような系(ミセル等)ではその濃度(CMC)の前後で傾きが変化します。(指数関数的ではなく、2本の直線ですが)そのような場合は溶媒を代えて測定しなおすことをお勧めします。
測定に関して詳しくは「機器分析のてびき2」p113を参考にしてみてください。ほかの近似式も載っています。
お礼コメント
kao0523

お礼率 93% (31/33)

ηspは0.2~1.5くらいでした。
もっと狭い濃度範囲で実験してみます。
「機器分析のてびき2」p113も見てみます。
ありがとうございました。
投稿日時 - 2001-08-18 09:34:13
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