粘度的测定及应用.ppt

化学与化学工程学院 The School of Chemistry and Chemical Engineering of Sun Yat-Sen University 中山大学 Sun Yat-Sen University 化学与化学工程学院 The School of Chemistry and Chemical Engineering of Sun Yat-Sen University 中山大学 Sun Yat-Sen University 实验名称: 黏度的测定及其应用 实验学时: 5 实验类型：基础性实验 主讲教师: 易菊珍 副教授 现代化学实验与技术 主要内容 现代化学实验与技术 理论联系实际 分析解决问题 掌握操作技能 补充理论知识 8个知识点 实验背景 雷诺（O.Reynolds，1842－1912） 牛顿（I. Newton，1643－1727） 英国剑桥双杰 D B A C 墨水流线 玻璃管 (a) 层流 (b) 过渡流 (c) 湍流 1、雷诺试验：流动现象 黏性：阻滞流动的性质 管径d 流速u 密度 ρ 黏度η 判断依据： 表征流体运动中惯性作用和黏性作用相对大小的无因次数 雷诺数: Re≤2000; Re ≥4000 2. 流体的黏性实验 （层流） 牛顿粘性定律 F 流体的切应力τ 与剪切变形速率成正比， μ= ?/ γ = 常数. -----牛顿流体 当速度梯度等于零时，即当流体处于静止状态或以相同速度运动(流层间没有相对运动)时，内摩擦力等于零，流体的黏性作用表现不出来。 μ= 0时，流体没有黏性----理想流体 切应力:粘性力 牛顿流体：水和空气，小分子溶液 非牛顿流体：聚合物流体，生物体，食品 黏度：全称是“动力黏度”, 反映了外力作用下发生变形（流动）的流体因抵抗变形而产生的相邻两流体层间的内摩擦力。 黏度与流体有关, 流体包括液体和气体 雷诺实验:两种稳定的流动状态 牛顿实验: 流体具有黏性 本实验中从毛细管(d =0.55mm)流出的高分子稀溶液可以看作牛顿流体，属于层流。 “黏度”小结 实验内容 5g/L溶液 溶剂 恒温装置, 移液装置, 乌什黏度计,秒表 实验仪器和试剂 1. 溶液的配制：聚乙烯醇水溶液（5 g?L-1） 实验操作 容量瓶的使用六忌： 忌用容量瓶进行溶解（体积不准确） 忌直接往容量瓶倒液（洒到外面） 忌加水超过刻度线 忌读数仰视或俯视 忌不洗涤玻璃棒和烧杯 忌标准液存放于容量瓶（容量瓶是量器不是容器） 黏度测定 5g/L溶液 溶剂 2. 恒温槽准备: 30.00?0.05℃ 设定在30℃ 固定粘度计和溶剂瓶 黏度计保持垂直状态 黏度计G球浸没 黏度计勿被夹子 夹破 3. 测定5g/L溶液的流出时间?三次，取平均值。 t1, t2, t3 左手拿洗耳球，右手拿移液管 d =0.55mm 1. 溶液混合均匀？ 2. 黏度计保持垂直？ 3. 洗耳球抽提液体时，气泡进入体系？ 1、每种溶液的两次流出时间误差超过0.4秒的原因？ 4. 同理测定稀释后的4种溶液的流出时间?。 5. 测量溶液完毕，将黏度计洗干净，再测定溶剂的流出时间。 6. 所有测量完毕，将黏度计及移液管洗干净，放回烘箱干燥. 残留高分子干燥后会堵塞毛细管, 无法洗干净! 本实验方法有哪些优点和局限性？ 黏度测定 Mη 操作重点小结 容量瓶的使用：6忌 （加水过刻度） 移液的操作：左手拿洗耳球，右手拿移液管 （50%以上的学生拿反） 乌什黏度计的使用：关注黏度计的固定(5%黏度计被夹子 夹破；5%黏度计被搅拌器碰破）关注黏度计毛细管的清洗（20%黏度计堵塞）； 实验思考 同一毛细管 h1 = h2 ρ1 = ρ2 如果时间许可： 本实验如何改进？ 密度的测定 计时的误差 值得探讨的问题 1. 影响毛细管法测定液体黏度的因素是什么？ 3. 使用奥氏黏度计时，加入的标准液体与被测液体的体积为什么要相同？ 4. 论述黏度与温度、压力、溶液组成的关系，黏度与物质分子结构的关系。 1、陈六平，邹世春主编。现代化学实验与技术.北京：科学出版社，2007，255-256 2、杨海洋，朱平平，任峰等. 粘度法研究高分子溶液行为的实验改进. 化学通报. 1999, (5): 47-49 3、李晓东. 粘度法测高分子化合物相对分子质量实验结果讨论. 大学化学. 2001, 16(6): 48-50 参考文献 谢谢您的聆听和支持！ * 化学与化学工程学院 The School of Chemistry and Chemical Engineering of