㈠ 可以用什麼方法測無機高分子的分子量
1.粘度法測相對分子量(粘均分子量Mη)
用烏式粘度計,測高分子稀釋溶液的特性粘數[η],根據Mark-Houwink公式[η]=kMα,從文獻或有關手冊查出k、α值,計算出高分子的分子量。其中,k、α值因所用溶劑的不同及實驗溫度的不同而具有不同數值。
2.小角激光光散射法測重均分子量(Mw)
當入射光電磁波通過介質時,使介質中的小粒子(如高分子)中的電子產生強迫振動,從而產生二次波源向各方向發射與振盪電場(入射光電磁波)同樣頻率的 散射光波。這種散射波的強弱和小粒子(高分子)中的偶極子數量相關,即和該高分子的質量或摩爾質量有關。根據上述原理,使用激光光散射儀對高分子稀溶液測 定和入射光呈小角度(2℃-7℃)時的散射光強度,從而計算出稀溶液中高分子的絕對重均分子量(MW) 值。採用動態光散射的測定可以測定粒子(高分子)的流體力學半徑的分布,進而計算得到高分子分子量的分布曲線。
3.體積排除色譜法(SES)(也稱凝膠滲透色譜法(GPC))
當高分子溶液通過填充有特種多孔性填料的柱子時,溶液中高分子因其分子量的不同,而呈現不同大小的流體力學體積。柱子的填充料表面和內部存在著各種大 小不同的孔洞和通道,當被檢測的高分子溶液隨著淋洗液引入柱子後,高分子溶質即向填料內部孔洞滲透,滲透的程度和高分子體積的大小有關。大於填料孔洞直徑 的高分子只能穿行於填料的顆粒之間,因此將首先被淋洗液帶出柱子,而其他分子體積小於填料孔洞的高分子,則可以在填料孔洞內滯留,分子體積越小,則在填料 內可滯留的孔洞越多,因此被淋洗出來的時間越長。按此原理,用相關凝膠滲透色譜儀,可以得到聚合物中分子量分布曲線。配合不同組分高分子的質譜分析,可得 到不同組分高分子的絕對分子量。用已知分子量的高分子對上述分子量分布曲線進行分子量標定,可得到各組分的相對分子量。由於不同高分子在溶劑中的溶解溫度 不同,有時需在較高溫度下才能製成高分子溶液,這時GPC柱子需在較高溫度下工作。
4.質譜法
質譜法是精確測定物質分子量的一種方法,質譜測定的分子量給出的是分子質量m對電荷數Z之比,即質荷比(m/Z)過去的質譜難於測定高分子的分子量, 但近20餘年由於我的離子化技術的發展,使得質譜可用於測定分子量高達百萬的高分子化合物。這些新的離子化1.粘度法測相對分子量(粘均分子量Mη)
用烏式粘度計,測高分子稀釋溶液的特性粘數[η],根據Mark-Houwink公式[η]=kMα,從文獻或有關手冊查出k、α值,計算出高分子的分子量。其中,k、α值因所用溶劑的不同及實驗溫度的不同而具有不同數值。
2.小角激光光散射法測重均分子量(Mw)
當入射光電磁波通過介質時,使介質中的小粒子(如高分子)中的電子產生強迫振動,從而產生二次波源向各方向發射與振盪電場(入射光電磁波)同樣頻率的 散射光波。這種散射波的強弱和小粒子(高分子)中的偶極子數量相關,即和該高分子的質量或摩爾質量有關。根據上述原理,使用激光光散射儀對高分子稀溶液測 定和入射光呈小角度(2℃-7℃)時的散射光強度,從而計算出稀溶液中高分子的絕對重均分子量(MW) 值。採用動態光散射的測定可以測定粒子(高分子)的流體力學半徑的分布,進而計算得到高分子分子量的分布曲線。
3.體積排除色譜法(SES)(也稱凝膠滲透色譜法(GPC))
當高分子溶液通過填充有特種多孔性填料的柱子時,溶液中高分子因其分子量的不同,而呈現不同大小的流體力學體積。柱子的填充料表面和內部存在著各種大 小不同的孔洞和通道,當被檢測的高分子溶液隨著淋洗液引入柱子後,高分子溶質即向填料內部孔洞滲透,滲透的程度和高分子體積的大小有關。大於填料孔洞直徑 的高分子只能穿行於填料的顆粒之間,因此將首先被淋洗液帶出柱子,而其他分子體積小於填料孔洞的高分子,則可以在填料孔洞內滯留,分子體積越小,則在填料 內可滯留的孔洞越多,因此被淋洗出來的時間越長。按此原理,用相關凝膠滲透色譜儀,可以得到聚合物中分子量分布曲線。配合不同組分高分子的質譜分析,可得 到不同組分高分子的絕對分子量。用已知分子量的高分子對上述分子量分布曲線進行分子量標定,可得到各組分的相對分子量。由於不同高分子在溶劑中的溶解溫度 不同,有時需在較高溫度下才能製成高分子溶液,這時GPC柱子需在較高溫度下工作。
4.質譜法
質譜法是精確測定物質分子量的一種方法,質譜測定的分子量給出的是分子質量m對電荷數Z之比,即質荷比(m/Z)過去的質譜難於測定高分子的分子量, 但近20餘年由於我的離子化技術的發展,使得質譜可用於測定分子量高達百萬的高分子化合物。這些新的離子化技術包括場解吸技術(FD),快離子或原子轟擊 技術(FIB或FAB),基質輔助激光解吸技術(MALDI-TOF MS)和電噴霧離子化技術(ESI-MS)。由激光解吸電離技術和離子化飛行時間質譜相結合而構成的儀器稱為「基質輔助激光解吸-離子化飛行時間質譜」 (MALDI-TOF MS 激光質譜)可測量分子量分布比較窄的高分子的重均分子量(Mw)。由電噴霧電離技術和離子阱質譜相結合而構成的儀器稱為「電噴霧離子阱質譜」(ESI- ITMS 電噴霧質譜)。可測量高分子的重均分子量(Mw)。
5.其他方法
測定高分子分子量的其他方法還有:端基測定法,沸點升高法,冰點降低法,膜滲透壓法,蒸汽壓滲透法,小角X-光散射法,小角中子散射法,超速離心沉降法等。
㈡ 總結一下測定分子量的大小,哪些是絕對方法哪些是間接方法其優缺點如何
聚合物平均分子量為平均聚合度與聚合單元分子量的乘積。
測定聚合物分子量的方法很多,例如:化學方法—端基分析法;熱力學方法—沸點升高法、冰點降低法、蒸汽壓下降法、滲透壓法;光學方法—光散射法;動力學方法—粘度法;超速離心沉澱及擴散法;其他方法—電子顯微鏡及凝膠滲透色譜法。
測定數均分子量的方法有冰點下降法、沸點升高法、蒸氣壓下降法、滲透壓法以及端基分析法等。 重均分子量的測定方法有光散射法、超速離心沉降速度法以及凝膠色譜法等。 粘均分子量通常用粘度法測得。
各種方法都有各自優缺點和適用的分子量范圍,各種方法得到的分子量的統計平均值也不相同,如下表所示。
不同平均分子量測定方法及其適用范圍 平均分子量 方法 類型 分子量范圍(g/mol) Mn
㈢ 很多基本粒子的質量是怎麼測量的比如質子、中子、電子、中微子等等,它們的質量是怎麼測量的
早期的原子量測定 用 天然 氧元素 的原子量 等於 16 作為標准。1929年,發現天然氧元素是由 16O 17O 18O 三種同位素組成,並且 16O 的不純度很高。1960-61年,國際物理學會和化學學會採納了德國 質譜學家 馬陶赫 的建議,選擇 12C 作為原子量測定的新標准。認為 12C 具有12.000個原子質量單位,原子量為12。
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原子量的早期測定方法,我不知道。但是現代的測定方法主要有以下幾種:
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1) 利用核反應 的能量平衡求取
在一個核反應中,反應前後能量守恆,能量和質量之間有著愛因斯坦關系。如果反應前後的某些粒子的質量或能量已知,那麼就可以根據 守恆原理 求出 某1個 未知粒子的質量。例如 不帶電的中子的質量 通常就是這樣求得的。
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2)利用原子發射光譜中的超精細結構測定
原子可以發射光譜,光譜對於原子 就如同 指紋對於人。每種原子都有自己的特徵光譜。光譜記錄呈現若干個獨立的 峰。用高分辨能力的 光譜儀器觀察這些峰,會發現 所謂的 峰 並非單峰,而是若干個波長很近的 峰疊加在一起而成。這若干個小峰稱為光譜的超精細結構。小峰與小峰之間的波長差 決定於原子的質量。通過對小峰之間的波長差的測量,可以推算出 原子的質量。
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3)利用分子轉動光譜中的同位素位移。
這種方法的原理與 2)很相似,不再具體描述。
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4)質譜法
這是當代最為流行、測量精度最高的原子量測定方法。測量精度可達 10的 -18 克。在這種方法中,利用「質譜儀」(mass spectrometer) 測量微觀粒子的質量。其中的 「質」就是質量的意思。
世界上第一台質譜儀誕生於1919年。目前已經有多種不同類型的質譜儀,例如:單聚焦、雙聚焦、串列、四極、飛行時間、加速器 等類型。
質譜儀的工作原理中,主要是通過對微觀帶電粒子在電磁場中的運動規律的測量來得到微觀粒子的質量。帶電粒子在電場中 受到庫侖力,在磁場中受到洛侖茲力。由於力的作用,微觀粒子會具有加速度,以及與加速度對應的運動軌跡。微觀粒子質量不同時,加速度以及運動軌跡就會不同。通過對微觀粒子運動情況的研究,可以測定微觀粒子的質量。
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碳原子是中性粒子,不帶電,不會在電磁場中受到作用。但是在自然界中存在著大量種類的碳氫化合物,可以通過一定的技術手段讓碳以離子形式被注入到電磁場中。這樣就可以測定碳離子、或者碳氫集團離子等的質量。同時它們的電荷也很容易測定,每個電子的質量也很容易測定。這樣,就可以推出碳原子的質量。
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關於 阿伏加德羅常數的測定:
主要有:氣體動力學法、密立根油滴實驗法、布朗運動法、布拉格X射線衍射法等。這些方法都涉及很專業的知識。不再詳述。