13.3.1 Sedimentace v ultracentrifuze

Měřením sedimentační rychlosti v ultracentrifuze při otáčkách not = 41000 min1 a teplotě 25 °C byla zjišťována molární hmotnost makromolekulárního koloidu. Na počátku sedimentace (τ1 = 0 s) bylo rozhraní mezi čirým roztokem a sedimentujícím podílem ve vzdálenosti x1 = 6,22 cm od osy rotace. V čase τ2 = 450 s bylo toto rozhraní nalezeno ve vzdálenosti x2 = 6,29 cm. Dále jsou známa data: Difuzní koeficient disperzních částic má hodnotu 6,72 . 106 cm2   s1. Hustota částic je 1,316  g  cm3, hustota disperzního prostředí 0,913  g  cm3 a jeho viskozita 1,056 mPa s. Vypočítejte (a) sedimentační koeficient, (b) molární hmotnost studovaného koloidu.

fig/dis02.jpg

Výsledek

a) s = 1,349 . 1012 s,
b) Mi = 16,25 kg  mol1

Postup

Příklad řešíme pomocí definice sedimentačního koeficientu (13.13), resp. (13.12).

Řešení

a) Pro výpočet sedimentačního koeficientu použijeme vztah (13.13), do kterého dosadíme za úhlovou rychlost (ω = 2πnot)

displaymath

b) Získanou hodnotu sedimentačního koeficientu využijeme pro výpočet molární hmotnosti, kterou vyjádříme z rovnice (13.12)

displaymath