Cómo calcular el peso molecular del polímero
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Los polímeros contienen una amplia gama de cadenas con diferente peso molecular, a diferencia de muchas otras sustancias. Por lo tanto, no podemos calcular el peso molecular exacto de un polímero; en cambio, calculamos el peso molecular promedio de un polímero. Es muy importante determinar el peso molecular promedio de un polímero ya que sus propiedades dependen de él. Por ejemplo, un polímero con un peso molecular promedio grande se comportaría de una manera completamente diferente a un polímero con un peso molecular promedio pequeño. Existen varios enfoques para calcular los pesos moleculares promedio de los polímeros, incluida la viscometría, osmometría, cromatografía de exclusión por tamaño, ultracentrifugación, dispersión de luz, análisis de grupos terminales y titulación turbidimétrica..
Este artículo se centra en,
1. Cómo calcular el peso molecular del polímero?
- Peso molecular promedio en número
- Peso molecular promedio en peso
2. ¿Qué es la viscometría??
3. ¿Qué es la ultracentrifugación??
Cómo calcular el peso molecular del polímero
Hay dos formas comunes de calcular el peso molecular promedio de los polímeros si se conocen las distribuciones de peso molecular.
Peso molecular promedio en número
El primer método es el peso molecular promedio en número. (METROnorte), que se encuentra por la ecuación;
METROnorte= Σ Xyo METROyo
METROyo es la media molecular del rango de tamaño yo, y xyo es la fracción del número total de cadenas dentro del rango dado.
Peso molecular medio en peso
El segundo método es el peso molecular promedio en peso. (METROw), encontrado por la ecuación;
METROw= Σ wyo METROyo
METROyo es la media molecular del rango de tamaño yo, y Wyo es la fracción de peso de las moléculas dentro del rango dado.
¿Qué es la viscometría?
La técnica más común que se utiliza para determinar el peso molecular promedio de un polímero es la viscosimetría, donde se emplea el viscosímetro Ubbelohde. En este método, el polímero debe estar en forma líquida; Si no, debe disolverse utilizando un disolvente con una concentración conocida. Según la ecuación de Mark-Houwink, el peso molecular se puede calcular si la viscosidad (η) es conocida.
Elη] = K M una ... 1
K y a son constantes conocidas que dependen del solvente, el tipo de polímero y la temperatura.
El valor de [η] se puede determinar trazando ((η- η0) / η0c) como función de c, donde c es la concentración de la solución de polímero. Para determinar el η utilizando un viscosímetro, primero se debe hacer una serie de soluciones de polímeros. Entonces, el tiempo de flujo debe determinarse para cada solución (t). Según la ecuación de Huggins.,
(t - t0) / t0c = (η - ηo) / η0c… 2
t0 Es el tiempo de salida del disolvente puro sin polímero. Usando la ecuación anterior 1 y 2, podemos determinar la viscosidad promedio de un polímero.
Viscosímetro Ubbelohde
¿Qué es la ultracentrifugación?
En este método, el peso molecular promedio de un polímero se determina midiendo las tasas de sedimentación. La velocidad de sedimentación de las partículas suele ser muy lenta. Para acelerar el proceso, podemos utilizar una ultracentrífuga. El peso molecular promedio de un polímero se puede determinar mediante la siguiente ecuación;
M = S R T / (1- ρνs) D
M es el peso molecular de la muestra, R es la constante de gas universal, T es la temperatura, ρ es la densidad de la solución, νs es el volumen específico del soluto, S es la constante de sedimentación y D es el coeficiente de difusión.
S tiene que ser determinado primero usando la siguiente ecuación.
S = s / r ω2
s es la velocidad, r es el radio y ω es la velocidad angular.
Además de estas técnicas principales, también se aplican métodos de cromatografía, osmometría, dispersión de luz, análisis de grupos finales y titulación turbidimétrica para determinar los pesos moleculares de los polímeros. Sin embargo, la técnica más utilizada y la más sencilla es la viscetría..
Referencias
Stuart, B. H. (2008).Análisis de polímeros (Vol. 30). John Wiley & Sons.
Imagen de cortesía:
“Ubbelohde lepkosciomierz” Por Warczp - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
