化學(xué)性質(zhì)鑒別法與酸堿反應(yīng)特性陰離子聚丙烯酰胺:在堿性環(huán)境下相對(duì)穩(wěn)定,但在酸性環(huán)境中,其分子鏈上的部分基團(tuán)會(huì)發(fā)生反應(yīng)。例如,當(dāng)加入一定濃度的鹽酸時(shí),陰離子聚丙烯酰胺溶液的性質(zhì)變化相對(duì)較小,只是隨著酸濃度增加,會(huì)出現(xiàn)溶液變渾濁的現(xiàn)象,這是因?yàn)樵谒嵝詶l件下,分子鏈的伸展?fàn)顟B(tài)發(fā)生改變,部分基團(tuán)的電離受到抑制。
陽離子聚丙烯酰胺:對(duì)酸性環(huán)境有一定的耐受性,但在堿性環(huán)境中,由于分子鏈上陽離子基團(tuán)的存在,與氫氧根離子反應(yīng)更為敏感。當(dāng)加入氫氧化鈉溶液時(shí),容易發(fā)生絮凝現(xiàn)象,這是因?yàn)闅溲醺x子與陽離子基團(tuán)相互作用,使分子鏈的電荷平衡被打破,導(dǎo)致分子間相互作用增強(qiáng)而絮凝。
沉淀反應(yīng)鑒別原理:利用陰陽離子聚丙烯酰胺與不同試劑產(chǎn)生沉淀反應(yīng)的特性來區(qū)分。陰離子聚丙烯酰胺可以和一些陽離子鹽溶液發(fā)生沉淀反應(yīng),而陽離子聚丙烯酰胺則與陰離子鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。
操作方法:對(duì)于疑似陰離子聚丙烯酰胺,可向其溶液中加入氯化鈣溶液。如果出現(xiàn)白色沉淀,說明是陰離子聚丙烯酰胺,因?yàn)殛庪x子聚丙烯酰胺的陰離子基團(tuán)與鈣離子結(jié)合形成不溶性沉淀。
對(duì)于疑似陽離子聚丙烯酰胺,向其溶液中加入硫酸鈉溶液。若產(chǎn)生沉淀,很是陽離子聚丙烯酰胺,原因是陽離子基團(tuán)與硫酸根離子反應(yīng)生成沉淀。
物理性質(zhì)鑒別法溶解性和溶液外觀陰離子聚丙烯酰胺:一般溶解性較好,在水中溶解后形成的溶液較為澄清透明,幾乎沒有顏色,當(dāng)然,在高濃度時(shí)會(huì)略顯渾濁。其溶解速度受分子量和水溫等因素影響,分子量越高,溶解速度相對(duì)越慢;水溫升高,溶解速度加快。
陽離子聚丙烯酰胺:溶解后的溶液外觀和陰離子聚丙烯酰胺類似,但在某些情況下,陽離子聚丙烯酰胺溶液會(huì)因?yàn)榉肿渔溕系年栯x子基團(tuán)與水中雜質(zhì)或容器壁的相互作用而出現(xiàn)輕微的絮凝物,不過這在純凈的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下不太明顯。
溶液粘度差異(在相同濃度下)陰離子聚丙烯酰胺:在相同分子量和濃度條件下,陰離子聚丙烯酰胺溶液的粘度比陽離子聚丙烯酰胺略低。這是因?yàn)殛庩栯x子聚丙烯酰胺分子鏈的電荷分布不同,影響了分子鏈間的相互作用和伸展程度,進(jìn)而導(dǎo)致溶液粘度的差異。例如,在 1000 萬分子量、0.1% 濃度的情況下,陰離子聚丙烯酰胺溶液的粘度在 30 - 50cps(厘泊),而陽離子聚丙烯酰胺溶液的粘度在 50 - 70cps。不過,這一差異會(huì)受到分子量、濃度、溫度等多種因素的影響。
儀器分析鑒別法紅外光譜分析(FT - IR)原理:不同類型的聚丙烯酰胺在紅外光譜上有其特定的吸收峰,通過分析這些吸收峰可以準(zhǔn)確地區(qū)分陰陽離子聚丙烯酰胺。陰離子聚丙烯酰胺在某些波數(shù)處會(huì)顯示出代表陰離子基團(tuán)(如羧基)的特征吸收峰,而陽離子聚丙烯酰胺則會(huì)在相應(yīng)位置顯示出代表陽離子基團(tuán)(如季銨鹽)的特征吸收峰。
操作方法:將樣品與溴化鉀(KBr)混合研磨壓片后,放入紅外光譜儀中進(jìn)行掃描。觀察吸收峰的位置和強(qiáng)度,與標(biāo)準(zhǔn)的陰陽離子聚丙烯酰胺紅外光譜圖進(jìn)行對(duì)比。例如,陰離子聚丙烯酰胺在 1600 - 1650cm?1 附近會(huì)出現(xiàn)羧基的 C = O 伸縮振動(dòng)吸收峰,而陽離子聚丙烯酰胺在 1480 - 1490cm?1 附近會(huì)出現(xiàn) C - N?(季銨鹽)的伸縮振動(dòng)吸收峰。
電位滴定法原理:基于陰陽離子聚丙烯酰胺的帶電性質(zhì)差異。陰離子聚丙烯酰胺帶有負(fù)電荷,陽離子聚丙烯酰胺帶有正電荷,通過滴定可以測量其電荷密度,從而區(qū)分兩者。
操作方法:對(duì)于陰離子聚丙烯酰胺,使用陽離子滴定劑(如陽離子表面活性劑)進(jìn)行滴定,測量電位變化;對(duì)于陽離子聚丙烯酰胺,則使用陰離子滴定劑(如十二烷基硫酸鈉)進(jìn)行滴定。根據(jù)滴定曲線的等當(dāng)點(diǎn)和電位變化情況來判斷聚丙烯酰胺的離子類型。