非离子型聚丙烯酰胺水溶液的 pH 值
非离子型聚丙烯酰胺本身的化学结构主要是含有酰胺基(-CONH₂),在溶解形成水溶液后,其 pH 值主要受溶剂(水)以及溶解的其他少量杂质的影响。一般情况下,非离子型聚丙烯酰胺水溶液接近中性,pH 值在 6.0 - 8.0 之间。这是因为其分子链上没有大量可以电离的基团来改变溶液的酸碱度。
阴离子型聚丙烯酰胺水溶液的 pH 值
阴离子型聚丙烯酰胺分子链上除了酰胺基外,还带有阴离子基团,如羧基(-COOH)。在水中,羧基会发生一定程度的电离,释放出氢离子(H⁺),使溶液呈弱酸性。其电离方程式为。
不过,这种酸性相对较弱,具体的 pH 值会受到溶液浓度、温度等因素的影响。一般阴离子型聚丙烯酰胺水溶液的 pH 值在 6.0 - 7.0 之间,在较低浓度和适宜温度下,pH 值更接近 7.0。
阳离子型聚丙烯酰胺水溶液的 pH 值
阳离子型聚丙烯酰胺分子链上带有正电荷的官能团,如季铵盐(-NR₃⁺)。它不会像阴离子型聚丙烯酰胺那样产生酸性的氢离子。相反,它会因为对水中氢氧根离子(OH⁻)的吸附等作用,使溶液略显碱性。
但这种碱性很微弱,其水溶液的 pH 值在 7.0 - 9.0 之间,同样会受到浓度、温度等因素的影响。在较低浓度和适宜温度下,pH 值更接近 7.0。
影响聚丙烯酰胺水溶液 pH 值的因素
浓度:对于阴离子型聚丙烯酰胺,随着溶液浓度的增加,羧基的电离对溶液 pH 值的影响会更明显,酸性会增强。而对于阳离子型聚丙烯酰胺,浓度增加会使溶液的碱性稍有增强,不过这种变化相对较小。
温度:温度升高时,阴离子型聚丙烯酰胺的羧基电离程度会略有增加,使溶液酸性增强;阳离子型聚丙烯酰胺在温度变化时,其对氢氧根离子的吸附等作用会发生变化,从而导致溶液 pH 值改变,但这种变化也不显著。
杂质:如果水溶液中含有酸性或碱性杂质,会直接影响溶液的 pH 值。例如,水中含有少量的酸,会使阴离子型聚丙烯酰胺水溶液的 pH 值降低,使阳离子型聚丙烯酰胺水溶液的碱性减弱;水中含有碱,则会产生相反的效果。