Springen naar inhoud

polymeeroplossing: troebel/helder



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Odk1992

    Odk1992


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 12:18

Hallo,

Eén van de examenvragen van fysicochemie van voorgaande jaren was:
Je krijgt 2 foto's van een polymeeroplossing. Eén was bij pH 7 en zag er troebel uit, de ander bij pH 4 en was helder. Wat zie je? Verklaar.
Bij welke van die 2 pH's is de viscositeit het hoogst?

Is er iemand die mij kan helpen?
Door het verschil in pH's denk ik aan verschillende ionisatie maar ik weet niet hoe dit te verklaren.
Of zou het iets met complexvorming te maken kunnen hebben en dat je dan bij pH 4 geen complex hebt en het daardoor te klein is om lichtverstrooing te veroorzaken?
Dan zou ik zeggen dat de grotere molecule (complex) het meest visceus is...
Maar is complexvorming afh van de pH?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 12:52

Was de structuur van het polymeer gegeven? Voor een echt zinvol antwoord is dat wel nodig.
De pH kan invloed hebben op de ionisatie maar uiteraard alleen als er zure of basische groepen aanwezig zijn.

Wat bedoel je precies met complexvorming? Een metaalcomplex? Dat kan, maar dan moet de structuur van het polymeer wel zodanig zijn dat dat kan, en er moeten metaalionen aanwezig zijn in de oplossing, en....de meeste metaalcomplexen zijn felgekleurd. Uit je beschrijving lijkt me dat de foto's die jij zag dat niet waren.

Laten we voor het gemak dus maar even aanhouden dat het te maken heeft met ionisatiegraad als functie van de pH.

De volgende stappen zijn dan:

- wat betekent het als een oplossing troebel is of helder?
- wat heeft ionisatie voor effect op de polymeerketens? Welke eigenschap van de ketens verandert wanneer ze geprotoneerd of gedeprotoneerd worden?

De vraag over viscositeit vind ik niet zo sterk. Ik heb wel een vermoeden waar men naar toe wil maar er zijn heel veel uitzonderingen die de regel bevestigen. Maar, in eerste aanleg: Ken je een wet/vergelijking die de viscositeit van polymeeroplossingen beschrijft?

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

Odk1992

    Odk1992


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 13:12

De structuur van het polymeer was blijkbaar wel gegeven maar ik weet niet welke structuur het was. De foto's heb ik zelf ook niet gezien maar ik denk dat het zwart-wit zullen geweest zijn.
Door een verschillende ionisatie zal de oplosbaarheid veranderen waarschijnlijk? Kan het dan zijn dat bij pH 7 niet oplosbaar is en bij pH4 wel?

De enige formule rond viscositeit ik in mijn cursus gezien heb is σ= η. D

In elk geval al bedankt voor snel antwoord!

#4

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 13:32

Door een verschillende ionisatie zal de oplosbaarheid veranderen waarschijnlijk? Kan het dan zijn dat bij pH 7 niet oplosbaar is en bij pH4 wel?


Dat is inderdaad de eerste denkstap. Maar niet het antwoord! In feite geef je hiermee aan wat je op de foto ziet (minder oplosbaar betekent dat de oplossing troebel zal worden). Nu moet je nog verklaren waarom dat polymeer dan meer oplosbaar was bij pH 4. Erg jammer dat je de structuur niet meer weet, daarmee wordt de rest nogal speculeren.

De enige formule rond viscositeit ik in mijn cursus gezien heb is σ= η. D


Dan zou ik het ook niet weten...

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#5

Odk1992

    Odk1992


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 13:42

En kan je misschien een aantal voorbeelden geven van wat ervoor kan zorgen dat de oplosbaarheid verschilt?

Kan het bv zijn dat de pKa van het polymeer dan rond de 4 is en hierdoor beter oplosbaar omdat het dan neutraal is? En dat je dit dan bv zou zien doordat er zure groepen op de molecule aanwezig zijn

Of kan het zijn (als ik terug aan complexen denk) dat het polymeer een complex vormt met de base (of gewoon de Oh- groep) die aanwezig is bij pH7?

#6

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 19:23

Als het over pH's gaat is de context waarschijnlijk de oplosbaarheid in water. Wanneer zou die oplosbaarheid beter zijn, als de polymeerketen neutraal is of ..?

Verder: Als niet gegeven is door welke base/zuur de pH is zoals die is, kun je ook niets zeggen over mogelijke complexvorming. Dat is overigens in water sowieso erg onwaarschijnlijk.

Voorbeelden, tja. Voorbeelden te over! Poly-acrylzuur, poly(acrylic acid) in het Engels, of afgeleiden daarvan als het gaat om zure varianten. Poly-acrylamide-derivaten, bijvoorbeeld poly(N-isoppropyl-acrylamide) en poly-(dimethylaminoethyl acrylaat) zijn basische varianten.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#7

Odk1992

    Odk1992


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 augustus 2013 - 19:34

Ah, ik verwarde even oplosbaarheid met absorptie. Voor de oplosbaarheid is de geioniseerde vorm voordeliger, dacht ik.

Enorm bedankt voor de hulp!

#8

Delphine S

    Delphine S


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 30 augustus 2013 - 17:17

Ik heb ook zo'n soortgelijke vraag op m'n examen gehad. Er was een zuur gegeven met pka van 5 en ze vroegen of de viscositeit het hoogst was bij pH = 3 of pH = 8.

Bij pH = 3 is het zuur niet-geïoniseerd en lost het dus moeilijk op.
Bij pH = 8 is het zuur geïoniseerd en lost dus wel op.

Ik dacht dan dat bij pH = 3 de viscositeit het hoogst was, klopt dit?

Iemand anders dacht dat bij u geïoniseerde vorm er meer watermoleculen rond kunnen zitten en zo de viscositeit verhoogt.

#9

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8803 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 00:46

Ik denk dat je het antwoord inderdaad daar moet zoeken: Wat geioniseerd is sleept een relatief groot cluster watermoleculen met zich mee die de viscositeit verhogen. H3O+ doet dat in de praktijk niet omdat het proton gemakkelijk wisselt tussen watermoleculen, dus moet je vooral kijken naar de geioniseerde rest.

Overigens moet je je wel afvragen wat nou die lage pH veroorzaakt - als dat iets als HCl is dan geloof ik het verhaal direct, maar als het een zwak zuur is dan zit je met het probleem dat de zuurmakende component zelf de viscositeit verhoogd.
Victory through technology

#10

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 00:58

Nee, dat is het punt niet. Bij een polybase of polyzuur is de lading op de polymeerketen afhankelijk van de pH. Nemen we als voorbeeld een polyzuur, dan is deze bij hoge pH geïoniseerd, de keten draagt dus een negatieve lading. De segmenten in van de polymeerketen stoten elkaar daardoor af, wat als resultaat heeft dat de keten een meer uitgestrekte conformatie zal aannemen. De gemiddelde deeltjesgrootte neemt daardoor toe, en daardoor de onderlinge interactie tussen de polymeerketens, en daarmee de viscositeit.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#11

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8803 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 12:25

Mijn reactie was op de post direct daarboven.

Voor een polymeerketen zal werken zoals je beschrijft.
Victory through technology

#12

harriebours

    harriebours


  • >25 berichten
  • 35 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 14:47

Mij lijkt dit een geval te zijn waarbij het iso-elektrisch punt een rol speelt zoals bij aminozuren.
Bij pH 7 kan men het iso-elektrisch bereikt hebben en bij pH 4 zal men met de zure geïoniseerde vorm
te maken hebben waardoor de stof oplost en helder wordt.
Uiteraard is de viscositeit bij het iso-elektrisch punt het hoogst doordat de moleculen gaan samenklonteren.
Hopelijk heb ik je een beetje geholpen.
Groetjes!

#13

Odk1992

    Odk1992


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 23:04

Ik heb op het examen geantwoord: pH 8 is het meest viskeus met ook de uitleg dat door de lading ionen rond de molecule zullen zitten en hierdoor meer weerstand bij het vloeien zullen veroorzaken.
Ik weet niet of het juist is, maar waarom zou jij pH 3 zeggen?

#14

harriebours

    harriebours


  • >25 berichten
  • 35 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 september 2013 - 19:18

Beste ODK 1992,
waar het bij het iso-electrisch punt om gaat is dat bij een bepaalde pH [HZ] =[Z-] die je eenvoudig als volgt kunt berekenen: ( bijv. amino-azijnzuur of glycine)
A= NH3+CH2COOH B= NH3+COO- en C= NH2CH2COO-

k1= B x H+ k2= C x H+
A B
k1 = 4.10-3 p= 2,40 k2= 1,6.10-10 p= 9,80

pH= (2,40 + 9,80) : 2= 6,10

Bij deze pH is de stof dus het minste geïoniseerd en dus het slechtste oplosbaar.

Bij pH=3 is bijna alles overgegaan in A, dus in de zure vorm, waardoor de stof goed oplosbaar is.

Hopelijk is het zo een beetje duidelijk. Het is net als bij de belastingen, "leuker......................".
Groetjes Harrie.

Veranderd door harriebours, 01 september 2013 - 19:20


#15

harriebours

    harriebours


  • >25 berichten
  • 35 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 01 september 2013 - 19:45

Sorry,
Er is iets vreselijk mis gegaan bij het plaatsen. Ik doe een nieuwe poging, misschien weet iemand een oplossing
voor dit probleem.
( De noemers onder de deelstrepen zijn zonder spaties samengevoegd waardoor alles mis ging)

De nieuwe poging:
Waar het bij het iso-elektrisch punt (in het vervolg IEP ) om gaat is dat bij een bepaalde pH
[HZ] = [Z-] of waarbij de ionisatiegraad van bijv. een aminozuur het kleinste is.

De drie vormen waarin glycine kan voorkomen zijn:
H+ NH2 CH2 COOH NH2CH2COOH en NH2COO-
We noemen deze vormen resp. A, B en C

Het rekenwerk ziet dan zo uit:
k1 = (B X H+): A en k2 = ( C X H+) : B pk1= 2,40 en pk2= 9,80

De pH bij het IEP is dan: pH = (pk1 + pk2 ) : 2= (2,40 + 9,80) : 2 = 6,10

Bij pH = 3 zal vrijwel alles overgegaan zijn in vorm A waardoor de stof goed oplosbaar is.

Hopelijk is het voldoende duidelijk zo,
Groetjes Harrie






Also tagged with one or more of these keywords: scheikunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures