|
|
Исследование процесса осветления дисперсии во времени
Цель работы: изучить флокулирующее действие водорастворимых полимеров; определить флокулирующие характеристики полимеров в заданных условиях; сравнить степень разделения суспензии в различных условиях. Реактивы и оборудование. Реактивы: Полимер из ряда: поли-1,2-ДМ-5-ВПМС, поли-ДМАЭМА*ДМС, поли-ДМАЭМА*БХ, по заданию преподавателя, каолин марки КСД, дистиллированная вода. Оборудование: Фотоэлектроколориметр КФК-3, набор кювет, технические и аналитические весы, набор разновесов, пипетки стеклянные градуированные на 1 мл – 1 шт, на 2 мл – 1 шт, на 5 мл – 1 шт, на 20 мл – 1 шт, химический стаканчик на 50 мл, цилиндры мерные на 250 мл - 10шт, дисковая мешалка, магнитная мешалка с магнитным элементом, секундомер.
Порядок проведения работы. В ходе выполнения работы необходимо выполнить следующие операции: Ø приготовить суспензию каолина; Ø приготовить раствор полимера (приготовление осуществляется анологично, описанному в работе 6); Ø провести флокуляцию суспензии каолина. Приготовление исходной суспензии каолина: В каждый цилиндр вносят навеску каолина 2 г, взвешенную на технических весах диспергируют в 250 см3 дистиллированной воды. Порядок проведения эксперимента. Суспензию разливают в цилиндры на 250 см3, в каждый из которых пипеткой вводят необходимое количество раствора флокулянта и перемешивают дисковой мешалкой в течение 2-х мин для равномерного распределения частиц дисперсной фазы. Через 1 час производят измерение оптической плотности надосадочной жидкости. В кювету сравнения заливают дистиллированную воду. Измерение оптической плотности проводят в соответствии с методикой, приведенной в инструкции КФК-3. Мутность (t) рассчитывают по формуле:
где А - оптическая плотность, l- длина кюветы, см. Полученные и рассчитанные в соответствии с формулами (4.4), (4.5), (4.19) данные заносятся в таблицу 4.3. Таблица 4.3 Результаты флокуляции суспензии каолина водорастворимыми полимерами
Задание:написать формулы полимеров, определить зависимости оптической плотности от концентрации для двух различных полимеров, рассчитать флокулирующие характеристики полимеров. Отчет должен содержать таблицу с полученными и рассчитанными данными, графики зависимостей флокулирующего эффекта от концентрации полимеров D=f(Сф), вывод о флокулирующей активности двух полимеров.
4.3 Контрольные вопросы к разделу «Водорастворимые полиэлектролиты в процессах флокуляции»: 1. Характеристика и применение водорастворимых полимеров. 2. Механизмы флокуляции дисперсных систем высокомолекулярными соединениями. 3. Адсорбция полимеров на поверхности частиц дисперсной фазы. 4. Растворы полиэлектролитов и особенности их адсорбции. 5. Факторы, влияющие на процесс флокулирующего действия полиэлектролитов. 6. Методы оценки и количественные характеристики флокулирующей способности полимеров. Кооперативные взаимодействия между Макромолекулами
Возрастающий интерес к химии и физикохимии, синтетических полиэлектролитов обусловлен непрерывным расширением области их практического применения в качестве высокоэффективных флокулянтов, структурообразователей и стабилизаторов коллоидных дисперсий, ионообменных материалов, специфических сорбентов, биологически активных соединений и т.д. Кроме того, с их помощью иногда удается моделировать поведение биополимеров: ферментов и нуклеиновых кислот. Полиэлектролиты зарекомендовали себя как высокореакционноспособные полимеры. Особенно интересны реакции полиэлектролитов, протекающие в водной среде между противоположно заряженными полиионами, т.е. реакции между катионо- и анионогенными макромолекулами (поликислотами, полиоснованиями и их солями). Эти реакции приводят к образованию интерполимерных солей или, как их часто называют, полиэлектролитных комплексов (ПЭК). Образование таких комплексов обусловлено возникновением солевых связей между противоположно заряженными атомами реагирующих макроионов. Реакция эта в определенном смысле не имеет аналогий в химии низкомолекулярных веществ, так как ее полимерный продукт – ПЭК представляет собой соединение, стабильность которого обусловлена главным образом факторами энтропийной природы, катионно- и анионогенных макромолекул, электростатически комплементарных друг другу. Полиэлектролиты обладают известной склонностью к электростатическим и гидрофобным взаимодействиям с молекулами поверхностно-активных веществ (ПАВ), что приводит к образованию полимер-коллоидных комплексов. При этом наблюдаются как сходства, так и различия механизма образования и устойчивости комплексов, по сравнению с комплексами типа полиион-полиион.
|
|
, (4.19)