研究方法复习题

第1章绪论1.分子量、分子量分布、支化度和结晶度测定的方法有哪些？分子量：溶液光散射法凝胶渗透色谱法粘度法扩散法渗透压法沸点升高法端基滴定法分子量分布：凝胶渗透色谱法分级沉淀法超速离心法支化度：化学反应法红外光谱法凝胶渗透色谱法粘度法结晶度：X----射线衍射法电子衍射法核磁共振吸收红外吸收密度法热分析2.高分子结构测定方法包含哪些？①链结构的测定：裂解色谱－质谱，紫外吸收，红外光谱，拉曼光谱，核磁共振，荧光光谱，电子能谱，X－射线衍射法（大角），电子衍射法等②聚集态结构测定：x射线小角散射，电子衍射，电子显微镜（TEM,SEM),光学显微镜，原子力显微镜等③测定结晶度的方法：X-射线衍射法，电子衍射法，核磁共振吸收，红外吸收，密度法，热分析等④测定聚合物取向程度：双折射，X－射线衍射，圆二色性，红外二色性等⑤分子量：溶液光散射法，凝胶渗透色谱法，粘度法，扩散法，渗透压法，沸点升高法，端基滴定法等⑥分子量分布：凝胶渗透色谱，分级沉淀法，超速离心法等⑦支化度测定：化学反应法，红外光谱法，凝胶渗透色谱法，粘度法等⑧交联度测定：溶胀法和力学测量法（模量）3.哪种方法能够同时测定聚合物的分子量和分子量分布？凝胶渗透色谱法4.测定聚合物分子转变和松弛的方法有哪些？5.高分子分离的三种基本方法。溶解---沉淀分离法索氏提取法真空蒸馏第2章化学分析1.名词解释酸值，皂化值，羰值，羟值，碘值，环氧值。酸值：中和1g试样所消耗KOH的mg数，它表征了式样中的游离酸的含量。皂化值：1g试样中的酯基或酸基反应所需要的KOH的mg数。羟值：1g试样所含羟基相当于KOH的mg数。碘值：与100g试样反应所消耗的碘的克数。环氧值：100g环氧树脂中所含有的环氧基团的摩尔数。2.如何测定聚乙烯醇溶液的含量和残留醋酸乙烯酯含量？（如何测定PVA的醇解度？）①取2ml中性或弱酸性的PVA溶液，在20℃加入80ml0.003mol/L的碘和0.32mol/L的硼酸水溶液，混合后测量在670nm的光密度，同时配已知浓度的溶液作为参比，此法误差小于60ug/ml的±3.4%.②残留醋酸乙烯酯含量：准确秤取1.5g试样于250ml锥形瓶中，用70-80ml水回流溶解，所得溶液以酚酞为指示剂，0.1mol/L的氢氧化钠中和，然后加入20ml0.5mol/L的氢氧化钠，回流30min，以酚酞为指示剂，用0.5mol/L的盐酸滴定。同时做一个空白。醋酸值(%)=59.04*(V0-V)c/10mV0－是空白消耗的盐酸体积V－试样消耗的盐酸的体积C－盐酸标准溶液的浓度M－试样质量，g3.以氯化氢为加成试剂测定环氧值的三种方法的优缺点？以氯化氢为加成试剂：①盐酸吡啶法：经典方法，需回流，操作麻烦，且吡啶气味②盐酸丙酮法：室温，终点敏锐，分子量高的树脂，无法溶解而无法测定。③盐酸二氧六环法：室温，良溶剂，测定范围宽；但二氧六环商品质量不稳定，需纯化。4.在测定羟基的过程中酯化反应的催化剂可以采用什么物质？甲基苯磺酸5.在双键的测定中威奇斯法不能测定的单体有哪些？该法适用于伯醇和仲醇的羟基和酚羟基的测定。醛以及伯胺和仲胺会干扰测定，用苯酐代替醋酐可以避免干扰。而苯酐反应较缓和，它只与醇反应，可用于在有酚存在时的醇羟基的测6.元素检测一般采用何种方法？见107.化学法如何测定EVA中的醋酸乙烯酯含量？皂化法可以测定EVA共聚物组成：将该聚合物在催化剂对甲基苯磺酸存在下用KOH皂化，然后用醋酸标准溶液滴定过量的碱，从消耗的氢氧化钾的量可以推算出醋酸乙烯酯的含量。8.碘值测定的两种方法。测定碘值的过程中为什么盖上瓶塞后要置于暗处30min？9.聚丙烯酰胺中残留丙烯酰胺含量的测定方法？10.元素检测一般采用何种方法？（钠熔法）定量采用（氧瓶燃烧法）11.碘值测定的两种方法。威奇斯法考夫曼法第3章红外光谱1.名词解释费米共振，耦合频率，合频，弯曲振动，伸缩振动费米共振：某一种振动的基频和它自己或另一个连在一起的化学键的某一种振动的倍频或组频很接近时，可以发生偶合，这种偶合称为费米共振。耦合频率：两个基团相邻且它们的振动基频相差不大时，振动的偶合引起吸收频率偏离基频，一个移向高频方向，一个移向低频方向，强度加强。合频：组合频是在两个以上基频频率之和(组频ν1+ν2)或差(ν1-ν2）处出现的吸收峰。组合频峰均为弱峰。弯曲震动：原子垂直于价键方向振动，引起分子内键角的改变，用表示，分为面内弯曲（平面和剪式），面外弯曲（非平面摇摆和弯曲摇摆）伸缩振动：是沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，用表示。又分为对称伸缩振动，非对称伸缩振动as表示。2、波谱学方法能够解决的问题？UV和IR提供官能团的信息MS提供分子量、分子式的信息MS和NMR提供分子骨架的信息2.为什么在红外光谱中实际出的峰比理论计算少的多？红外振动的分类。①.振动过程中，伴随有偶极矩变化(μ≠0)的振动才能产生吸收峰(红外活性定则)(必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱);极性键通常有红外活性;对称分子中的非极性键通常没有红外活性或吸收很弱)②频率完全相同的吸收峰，彼此发生简并（峰重叠）③强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰④有些峰处于中红外区之外⑤吸收峰太弱，检测不出来4.影响红外光谱吸收频率的和强度因素有哪些？吸收频率的影响1.质量效应2.电子效应3.空间效应4.氢键5.互变异构6.振动偶合7.费米共振8.化学键强度及原子杂化类型9.试样物理状态10.各种外部因素2）共轭效应(C)－共轭使不饱和键振动频率移向低波数区P-共轭3空间效应1）场效应（F效应）场效应（Fieldeffect)是通过分子内空间相对位置起作用的，只有在立体结构上互相靠近的基团之间才能产生F效应。如－卤代酮；2）空间位阻共轭体系具有共平面的性质，当共轭体系的共平面性被破坏，共轭体系亦受到影响，吸收频率将向较高波数移动。3）跨环共轭效应空间电子效应，由于空间位置接近产生跨环共轭效应4）环张力：环外双键随环的减小，频率增加环内双键随环的减小，频率降低4氢键效应分子内氢键：分子内氢键使伸缩频率向低波数移动，谱带变宽分子间氢键：分子间氢键使伸缩频率向低波数移动，谱带变宽5.分子互变结构6.振动偶合效应相同基团分子中靠近，特征吸收峰分裂为两个峰7.费米共振8.化学键强度及原子杂化类型化学键越强，力常数K越大，IR吸收频率越大。9.试样的物理状态同一化合物在气态、液态和固态时，由于分子间作用力不同，IR光谱各不相同。例如丙酮vC=O(气)＝1738cm-1，vC=O(液)＝1715cm-1。10.各种外部因素溶剂极性↑，极性基团的伸缩振动频率↓对强度的影响对基频峰强度主要取决于振动偶极距的变化基频峰的强度主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小，红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。⑴振动时偶极矩变化越大，吸收强度越强影响偶极矩变化大小的因素①原子电负性电负性差别↑，偶极矩变化↑，峰↑如：C=OC=C；O-HC-HC-C②分子的对称性结构对称，振动对称，偶极矩不变，无吸收峰红外非活性。如：CO2的s=0③振动形式ass；（2）能级的跃迁几率基态跃迁到第一激发态几率大，所以基频谱带强度大。基态跃迁到第二激发态几率小，所以倍频谱峰强度弱。（3）氢键：使谱带强度增大，峰变宽。（4）与偶极距大的基团共轭：C=C的吸收本来很弱，但是与C=O共轭后，两者吸收峰均大大增强；C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加5、聚合物红外光谱的特点?对每个聚合物而言，每个分子包含的原子数很多，但是聚合物是由重复结构单元组成的，具有大致相同的键常数，因此振动频率接近，有些还是比较简单的。与小分子不同，还要考虑链的构象和聚集态结构，如组成吸收带：聚合物结构单元组成，键接方式，支化交联，序列分布；构象谱带：与链中基团构象有关，不同相态中不同。立构规整性谱带：与链的构型有关，同一聚合物不同相态均含。结晶谱带：结晶中相邻链间相互作用有关，与分子链的长程有序有关。6.红外光谱提供主要提供哪三个方面信息？普带位置普带强度普带形状7.红外光谱图中分为哪两个区？官能团区指纹区8.红外光谱的制样方法有哪三种？溶液注模法热压成膜法溴化钾压片法？？？9.从力学常数角度分析官能团对峰位置和强度的影响。普带位置基团（化学键）的特征吸收频率是红外光谱法的重要数据，是定性鉴别和结构分析的依据。重要的官能团如OH，NH,C=O等的强特征吸收出现在1300～4000cm－1，称为官能团吸收区，而903－1300称为指纹区，因为这部分的吸收常是相互作用的振动引起的，对不同的样品是独特的。这一区有域主要有C-O伸缩振动的强峰。谱带强度谱带强度常用来做定量计算，有时也可以用来指示某个官能团的存在。例如C-H邻近有氯原子时，强度增加。谱带强度与分子振动的对称性有关，对称性越高，振动中分子偶极变化越小，谱带强度也就越弱。比如苯在1600cm－1的谱带比较弱，是由于它的振动是对称的．但取代苯庄1600cm－1附近有较强的谱带。—般来说，极性较强的基团在振动时偶极距的变化大，因此都有很强的吸收10.如何通过红外鉴别物质？在红外光谱中有很多峰(谱带），分别对应于某个或某些基团的吸收，因此主要提供基团信息。在获得一个谱图后，首先要审核谱带的位置，其次是谱带的强度（峰的高度或面积），然后是谱带的宽度。这三方面都能够提供分子结构的信息。11.影响红外吸收峰强度的因素有哪些？对基频峰强度主要取决于振动偶极距的变化基频峰的强度主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小，红外吸收峰的强度与分子振动时偶极矩变化的平方成正比。⑴振动时偶极矩变化越大，吸收强度越强影响偶极矩变化大小的因素①原子电负性电负性差别↑，偶极矩变化↑，峰↑如：C=OC=C；O-HC-HC-C②分子的对称性结构对称，振动对称，偶极矩不变，无吸收峰红外非活性。如：CO2的s=0③振动形式ass；（2）能级的跃迁几率基态跃迁到第一激发态几率大，所以基频谱带强度大。基态跃迁到第二激发态几率小，所以倍频谱峰强度弱。（3）氢键：使谱带强度增大，峰变宽。（4）与偶极距大的基团共轭：C=C的吸收本来很弱，但是与C=O共轭后，两者吸收峰均大大增强；C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。共轭效应使π电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加12.形成官能团区的原因是什么？形成指纹区的原因是什么？①含H基团的折合质量较小，含双键或含叁键基团的键力常数大，大多数基团处于端基团，它们的振动受其分子剩余部分的影响小，波数较高，易于与分子其它部分的振动相区别。－OH,-NH2,-C=O,它们以一个或2个键与分子相连，固分子环境对基团影响较小，因而同一官能团在不同分子中k变化不大，吸收峰出现在比较固定的范围，因而形成官能团区。②分子中不含H的单键的伸缩振动及各种键的弯曲振动，由于折合质量大或键力常数较小，所以波数处于相对低的范围，它们的波数相差较小，各吸收频率的数目较多。各个基团间的相互连接易产生振动间的耦合作用，同时还存在着分子的骨架运动，所以产生大量的吸收峰。且结构上的细微变化都会导致光谱的变化，这就形成了化合物的指纹吸收。13.对未知高分子红外谱图的鉴定主要有哪四种方法①将整个谱图作为分子指纹，与标准谱图作对照，②按高分子元素组成分组分析③以最强峰为线索分组分析④按流程图分析第4章紫外光谱1.名词解释分子吸收光谱，K带，红移，蓝移，增色效应，减色效应，生色团，助色团分子吸收光谱：K带：K带由共轭体系中π→π*产生的吸收带。例：＞C＝C—C＝C—C＝C＜。特点：a.吸收峰出现区域：210～250nm，即在近紫外区。b.ε＞10４。红移：吸收峰向长波方向移动的现象叫红移。蓝移：吸收峰向短波方向移动的现象叫蓝移，也叫紫移。增色效应：吸收峰吸收强度增加的现象叫增色效应。减色效应：吸收峰吸收强度减小的现象叫减色效应。生色团：分子中产生紫外吸收的主要官能团。都是不饱和基团，