Вязкость растворов ВМС. Причины отличий вязкости растворов ВМС от ньютоновских жидкостей. Относительная, удельная, приведенная вязкость растворов

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16875
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Вязкость растворов ВМС. Причины отличий вязкости растворов ВМС от ньютоновских жидкостей. Относительная, удельная, приведенная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера, его преобразование, характеристическая вязкость.

Ответ: Растворы ВМС отличаются высокой вязкостью, обусловленной силами сцепления между молекулами жидкости (внутренним трением), которую можно расценивать как меру сопротивления среды движению. В растворах ВМС имеет место аномальная вязкость:она гораздо выше в сравнении с вязкостью ньютоновских жидкостей и в отличие от нее уменьшается с увеличением давления на протекающую жидкость. Повышенная вязкость этих растворов зависит от степени сродства между молекулами вещества и растворителя: силы сцепления гидрофильных молекул белков и полисахаридов с молекулами воды велики, и вязкость даже очень разбавленных их растворов будет высокой. Большое значение имеет и форма частиц: если вытянутые частицы располагаются поперек потока, то оказывают наибольшее сопротивление. При увеличении внешнего давления на жидкость такие частицы ориентируются вдоль потока, и структурная вязкость раствора уменьшается. С повышением концентрации вязкость растворов ВМС резко возрастает, т.к. растворенные частицы способны образовывать более сложные структуры. При этом уменьшается объем свободного растворителя, т.к. часть его оказывается иммобилизованной в петлях структур. С увеличением внешнего давления структуры разрушаются, растворитель освобождается, вязкость уменьшается. Если структура оказывается полностью разрушенной, растворы ВМС подчиняются постулату Ньютона и закону Пуазейля. Поэтому аномальную вязкость таких растворов называют структурной вязкостью. Относительная вязкость - отношение вязкости раствора ηр к вязкости растворителя Увеличение вязкости, связанное с изменением концентрации ВМС в растворе, принято характеризовать удельной вязкостью:  – вязкость раствора, вязкость чистого растворителя. Штаудингером установлена зависимость удельной вязкости от относительной молекулярной массы полимера: константа, характеризующая полимергомологический ряд, к которому относится исследуемое высокомолекулярное соединение; С – массовая концентрация вещества в растворе (г/см3); М – его относительная молекулярная масса. Уравнение Штаудингера можно представить как Величина получила название приведенной вязкости. Предел значения приведенной вязкости ηуд/с при с→0 отражает гидродинамическое сопротивление движению молекул полимера и именуется характеристической вязкостью  Для этого случая  При увеличении длины макромолекулы и ее гибкости используется модифицированная форма уравнения Штаудингера: – характеристическая вязкость раствора, определяемая как величина, учитывающая свертывание макромолекул (т.е. гибкость их цепей). Она определяется опытным путем и принимает значения от 0,5 (когда форма макромолекул близка к сферической), до 1 (для жестких, вытянутых в виде палочки макромолекул).