Парофазная осмометрия ( VPO ), также известная как паровая осмометрия , представляет собой экспериментальный метод определения среднечисловой молекулярной массы полимера , M n . Он работает за счет снижения давления пара, которое происходит при добавлении растворенных веществ в чистый растворитель. Этот метод можно использовать для полимеров с молекулярной массой до 20 000, хотя точность лучше всего для полимеров с молекулярной массой менее 10 000. [1] Хотя осмометрия мембраны также основана на измерении коллигативных свойств, она имеет нижнюю границу 25000 для молекулярной массы образца, которую можно измерить из-за проблем с проницаемостью мембраны. [2]
Эксперимент
Типичный парофазный осмометр состоит из: (1) двух термисторов, один с прилипшей к нему каплей раствора полимера и растворителя, а другой с прилипшей к нему каплей чистого растворителя; (2) термостатированная камера с внутренним пространством, насыщенным парами растворителя; (3) сосуд с жидким растворителем в камере; и (4) электрическая схема для измерения разницы выходного дисбаланса моста между двумя термисторами. [3] Разница напряжений - это точный способ измерения разницы температур между двумя термисторами, которая является следствием конденсации паров растворителя на капле раствора (капля раствора имеет более низкое давление пара, чем растворитель). [4]
M n Расчет и калибровка
Среднечисленная молекулярная масса образца полимера определяется следующим уравнением: [5]
где:
калибровочная постоянная,
выходное напряжение дисбаланса моста,
- концентрация раствора полимер-растворитель
Необходимо откалибровать осмометр паровой фазы, и важно отметить, что K определяется для конкретного растворителя, рабочей температуры и типа коммерческого оборудования. [6] Калибровку можно проводить с использованием эталона известной молекулярной массы. Некоторые возможные растворители для VPO включают толуол, тетрагидрофуран или хлороформ. После проведения эксперимента данные о концентрации и выходном напряжении могут быть построены на графике зависимости (ΔV / c) от c . График можно экстраполировать на ось y, чтобы получить предел (ΔV / c), когда c приближается к нулю. Выше уравнение может затем использоваться для расчета K .
Альтернативы
Осмометрия паровой фазы хорошо подходит для анализа олигомеров и коротких полимеров, в то время как высшие полимеры можно анализировать с использованием других методов, таких как осмометрия мембраны и светорассеяние. По состоянию на 2008 год, VPO сталкивается с конкуренцией со стороны масс-спектрометрии с лазерной десорбцией и ионизацией с использованием матрицы (MALDI-MS), но VPO все еще имеет некоторые преимущества, когда фрагментация образцов для масс-спектрометрии может быть проблематичной. [7]
Рекомендации
- ^ Берстед, Брюс А. (1973). «Определение молекулярной массы высокополимеров с помощью осмометрии давления пара и зависимости постоянной калибровки от растворенных веществ». Журнал прикладной науки о полимерах . 17 (5): 1415–1430. DOI : 10.1002 / app.1973.070170509 .
- ^ Берстед, Брюс А. (1973). «Определение молекулярной массы высокополимеров с помощью осмометрии давления пара и зависимости постоянной калибровки от растворенных веществ». Журнал прикладной науки о полимерах . 17 (5): 1415–1430. DOI : 10.1002 / app.1973.070170509 .
- ^ Хант, Би Джей; Джеймс, М. И. Характеристики полимеров (1-е изд.). Springer Нидерланды.
- ^ Чанда, Манас (11 января 2013 г.). Введение в полимерологию и химию . CRC Press. С. 176–180. ISBN 978-1-4665-5384-2.
- ^ Чанда, Манас (11 января 2013 г.). Введение в полимерологию и химию . CRC Press. п. 179. ISBN. 978-1-4665-5384-2.
- ^ Мрквичакова, Л .; Покорный С.А. "О надежности определения молекулярной массы осмометрией давления пара". Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ Чалмерс, Джон М .; Мейер, Роберт Дж. Молекулярная характеристика и анализ полимеров . Уилсон и Уилсон. ISBN 978-0-444-53056-1.