तनु-विलयन श्यानतामापन

तनु-विलयन श्यानतामापन यह मापता है कि एक घुला हुआ बहुलक अपने विलायक को कितना गाढ़ा करता है, और परिणामी आंतरिक श्यानता मार्क-हाउविंक संबंध के माध्यम से मोलर द्रव्यमान का एक सरल, उत्कृष्ट अनुमान प्रदान करती है।

Definition

तनु-विलयन श्यानतामापन कम सांद्रता पर विलयन श्यानता के मापन से एक बहुलक की आंतरिक श्यानता का निर्धारण है, जिसका उपयोग मोलर द्रव्यमान का अनुमान लगाने और विलयन में श्रृंखला आयामों की जांच करने के लिए किया जाता है।

Scope

यह विषय तनु बहुलक-विलयन की श्यानता के मापन और व्याख्या को शामिल करता है: सापेक्ष, विशिष्ट, घटी हुई और अंतर्निहित श्यानताएँ, अनंत तनुता पर आंतरिक श्यानता तक बहिर्वेशन, आंतरिक श्यानता और हाइड्रोडायनामिक आयतन के बीच संबंध, और मार्क-हाउविंक समीकरण जो आंतरिक श्यानता को मोलर द्रव्यमान से संबंधित करता है, जिसके प्राचल बहुलक, विलायक और तापमान पर निर्भर करते हैं।

Core questions

• विलयन-श्यानता मापन से आंतरिक श्यानता कैसे प्राप्त की जाती है?
• आंतरिक श्यानता श्रृंखला के हाइड्रोडायनामिक आयतन से कैसे संबंधित है?
• मार्क-हाउविंक समीकरण आंतरिक श्यानता को मोलर द्रव्यमान में कैसे परिवर्तित करता है?
• मार्क-हाउविंक घातांक विलायक की गुणवत्ता और श्रृंखला के आकार के बारे में क्या बताते हैं?

Key theories

आंतरिक श्यानता और हाइड्रोडायनामिक आयतन

विलयन श्यानता की सांद्रता निर्भरता को अनंत तनुता तक बहिर्वेशित करने पर आंतरिक श्यानता प्राप्त होती है, जो श्रृंखला के हाइड्रोडायनामिक आयतन और उसके मोलर द्रव्यमान के अनुपात में होती है और इस प्रकार विलयन में कुंडली के आकार को दर्शाती है।

मार्क-हाउविंक संबंध

आंतरिक श्यानता मोलर द्रव्यमान के साथ एक घातांक तक बढ़ती है जो थीटा स्थितियों में लगभग 0.5 और अच्छे विलायकों में लगभग 0.8 के बीच होता है, इसलिए कैलिब्रेटेड मार्क-हाउविंक स्थिरांक एक श्यानता-औसत मोलर द्रव्यमान उत्पन्न करते हैं और श्रृंखला के अनुरूपण पर रिपोर्ट करते हैं।

Mechanisms

एक घुली हुई कुंडली अपने चारों ओर के प्रवाह को बाधित करती है, जिससे विलयन की श्यानता कुंडली द्वारा घेरे गए आयतन अंश के अनुपात में बढ़ जाती है। कई कम सांद्रताओं पर केशिका श्यानतामापी में बहिर्वाह समय को मापना और घटी हुई श्यानता को शून्य सांद्रता तक बहिर्वेशित करना आंतरिक श्यानता को अलग करता है, जो श्रृंखला-श्रृंखला अंतःक्रियाओं से मुक्त होती है। क्योंकि आंतरिक श्यानता हाइड्रोडायनामिक आयतन का अनुसरण करती है, और हाइड्रोडायनामिक आयतन मोलर द्रव्यमान के साथ बढ़ता है, अनुभवजन्य मार्क-हाउविंक शक्ति नियम आंतरिक श्यानता को श्यानता-औसत मोलर द्रव्यमान में परिवर्तित करता है; इसके घातांक का मान इंगित करता है कि श्रृंखला थीटा, अच्छे या कठोर-छड़ वातावरण में है।

Clinical relevance

तनु-विलयन श्यानतामापन अनुसंधान और उद्योग में मोलर द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए एक तेज़, सस्ता तरीका बना हुआ है, जिसका उपयोग संश्लेषण की निगरानी, वाणिज्यिक बहुलकों के ग्रेड को निर्दिष्ट करने और निम्नीकरण का आकलन करने के लिए किया जाता है। हाइड्रोडायनामिक आयतन के प्रति इसकी संवेदनशीलता सार्वभौमिक अंशांकन का भी आधार है जो विभिन्न बहुलकों में आकार-अपवर्जन क्रोमैटोग्राम को परिवर्तित करता है।

History

स्टौडिंगर ने पहली बार 1930 के दशक में विलयन श्यानता को श्रृंखला की लंबाई से जोड़ा, और आंतरिक श्यानता और मोलर द्रव्यमान के बीच अनुभवजन्य शक्ति-नियम संबंध उसी दशक में मार्क, हाउविंक और साकुराडा द्वारा स्थापित किया गया था; फ्लोरी के बाद के उपचार ने आंतरिक श्यानता को श्रृंखला आयामों और थीटा अवस्था से जोड़ा, जिससे इस विधि को एक मजबूत सैद्धांतिक आधार मिला।

Key figures

• Hermann Staudinger
• Herman Mark
• Roelof Houwink
• Paul Flory

Seminal works

• hiemenz2007
• flory1953

Frequently asked questions

आंतरिक श्यानता क्या है?

यह प्रति इकाई सांद्रता पर किसी बहुलक का उसके विलयन की श्यानता में सीमित योगदान है, जो तनु-विलयन मापन को शून्य सांद्रता तक बहिर्वेशित करके पाया जाता है। यह उस विलायक में व्यक्तिगत कुंडलियों के आकार को दर्शाता है।

श्यानतामापन मोलर द्रव्यमान कैसे देता है?

मार्क-हाउविंक समीकरण बहुलक-विलायक-तापमान प्रणाली के लिए विशिष्ट दो स्थिरांकों के माध्यम से आंतरिक श्यानता को मोलर द्रव्यमान से संबंधित करता है। उन स्थिरांकों के साथ, एक एकल आंतरिक-श्यानता मापन एक श्यानता-औसत मोलर द्रव्यमान उत्पन्न करता है।