분야
zip2. 실험일자
3. 실험목적
4. 이론적 배경
5. 시약 및 기구
6. 실험 방법
7. 결과 및 DATA 처리
8. 토의 및 고찰
9. 참고문헌
2. 실험일시 : 2005년 3월 17일 목요일
3. 목적 : 고분자 용액의 점도와 분자량 관계를 알아보고 점도에 미치는 영향을 알아본다.
4. 이론적 배경
점도란 움직이고 있는 유체층이 인접해 있는 정지 유체층 또는 다른 속도의 유동 유체층에 미치는 마찰 저항이다. 이 말은 곧 액체의 한 층이 다른 층을 지나 이동할 때 겪는 저항이다. 점도법은 실험장치가 간단하고 경제적이며 실험이 용이할뿐더러 모든 분자량 측정 중 가장 널리 쓰이고 있는 방법이다. 이러한 점도법은 분자량을 측정하기 위하여 staudinger가 제한한 방법으로 고분자 용액의 점도는 낮은 농도에서도 순수용매의 점도에 비해 상당한, 즉, 매우 높다는 점을 이용한다. 이것은 선형 또는 가지를 적게 가진 분자에 한해서만 적용된다. 그러나 점도법은 고분자 용액 속의 크기를 결정하는 것으로 분자의 질량, 즉, 분자량을 직접 측정하는 것이 아니다. 따라서 이 방법은 다른 측정법과는 달리 절대 분자량을 측정하는 것이 아니다. 분자의 크기로부터 측정되는 상대적 분자량 측정법이다. 그러므로 용액의 점도로부터 분자량의 크기를 구하기 위해서는 점도와 분자량과의 관계를 살펴보아야 한다.
점도는 모세관 통과시간에 비례하므로, 순수 용매의 점도와 통과시간을 각각 라 정의한다. 이것을 이용하여 다음 식을 끌어낼 수 있다.
이 식을 이용하면 고유점도를 얻기 위해서 각 절대 점도를 측정하지 않고, 통과 시간을 측정하여 비교함으로써 구할 수 있다. 상대 점성도는 고분자 용질이 존재하면 언제나 점성도가 증가하므로 비점성도 를 정의하면 다음과 같은 식을 볼 수 있다.
비점성도와 상대점성도는 용액 내 고분자의 농도에 완전히 의존한다. 즉, 농도가 증가하면 비점성도 및 상대점성도도 마찬가지로 증가한다. 이 비점성도를 농도로 나눈 것을 환원점도라 하며 이것을 농도에 대하여 plot하고 무한희석용액 (C=0) 으로 외삽하면 그 용액의 고유점도를 구할 수 있다. (여기서 plot이란, 그래프 위에 점이나 숫자를 좌표에 나타내는 것을 뜻한다.)
이 를 고유점도(또는 극한점도)라 한다. 고유점도는 고분자의 분자량과 직접적인 관계가 있다. 또한 고분자 용액의 고유점도는 사용한 용매의 종류에 따라 변하므로 항상 사용한 용매를 명시해 주어야 한다.
일 때, 고분자 용액의 농도와 환원점도는 항상 선형관계를 가지는데 이 선형 관계를 식으로 표현하면, 다음과 같이 나타낼 수 있다.
6. 실험방법
① 100ml 부피측정용 플라스크에 폴리스티렌 0.1mg까지 정확히 읽어 1g정도 넣고 벤젠 으로 표선을 채운 다음 20℃에서 자석교반기를 사용하여 완전히 용해시킨다.
② Ubbelohde 점도계를 세척액으로 세척 후, 건조기를 이용해 완전히 건조시킨다.
③ 20℃로 맞춘 항온조에 수직으로 놓고 평행에 도달할 때까지 방치해둔다.
④ 10ml 벤젠을 정확히 취하여 거른 다음 점도계의 1 부분에 넣어둔다.
9. 참고 문헌
물리화학실험 (탐구당) P91~96
물리화학실험 (자유아카데미) P167~170
고분자화학실험 (형설출판사) P79~86
물리화학실험 (자유아카데미) P167~170
고분자화학실험 (형설출판사) P79~86
실험 DATA는 엑셀파일로 올렸습니다.
한글의 수식기능은 텍스트로 변환이 되질 않기 때문에
위에 본문 내용에는 수식이 대부분 잘려있습니다.
그래도 파일 내용에는 전혀 이상이 없음을 알려드립니다.
한글 2002 9page
Excel 2 page
