Distribución de Peso Molecular
Los polímeros consisten en unidades repetitivas (monómeros) unidas químicamente en cadenas largas. Comprender las propiedades físicas de un polímero (como la resistencia mecánica, la solubilidad y la fragilidad) requiere el conocimiento de la longitud de las cadenas del polímero. La longitud de la cadena a menudo se expresa en términos del peso molecular de la cadena del polímero, relacionada con el peso molecular relativo de los monómeros y el número de monómeros conectados en la cadena. Sin embargo, todos los polímeros sintéticos están polidispersos ya que contienen cadenas poliméricas de longitud desigual, por lo que el peso molecular no es un valor único: el polímero existe como una distribución de longitudes de cadena y pesos moleculares. Por lo tanto, el peso molecular de un polímero debe describirse como un peso molecular promedio calculado a partir de los pesos moleculares de todas las cadenas en la muestra.
PESO MOLECULAR PROMEDIO NUMÉRICO: Mn
El peso molecular promedio numérico es el peso molecular promedio estadístico de todas las cadenas de polímero en la muestra, y se calcula con la ecuación:
Mn= ∑(Ni x Mi) / ∑(Ni)
donde Mi es el peso molecular de una cadena y Ni es el número de cadenas de ese peso molecular. El Mn puede predecirse mediante mecanismos de polimerización y se mide mediante métodos que determinan el número de moléculas en una muestra de un peso dado; por ejemplo, métodos coligativos tales como el ensayo de grupos terminales. Si se cita Mn para una distribución de pesos moleculares, hay un número igual de moléculas a cada lado del Mn en la distribución
PESO MOLECULAR PROMEDIO EN PESO: Mw
El peso molecular promedio en peso se define con la ecuación:
Mw= ∑ (Ni x Mi)2 / ∑ (Ni x Mi)
Comparado con Mn, Mw tiene en cuenta el peso molecular de una cadena para determinar las contribuciones al promedio del peso molecular. Mientras más masiva es la cadena, más contribuye la cadena a Mw. Mw está determinado por métodos que son sensibles al tamaño molecular más que a su número, como las técnicas de dispersión de la luz. Si se cita el Mw para una distribución de pesos moleculares, existe un peso igual de moléculas en cada lado de Mw en la distribución.
PESO MOLECULAR PROMEDIO EN VISCOSIDAD: Mv
El peso molecular también se puede calcular a partir de la viscosidad de una solución de polímero. El principio es simple: las moléculas de polímeros más grandes hacen que una solución sea más viscosa que las pequeñas. Por supuesto, el peso molecular obtenido midiendo la viscosidad es diferente del peso molecular medio numérico o promedio en peso. Pero está más cerca del promedio en peso que el promedio numérico.
DISTRIBUCIÓN DEL PESO MOLECULAR
Con todos estos diferentes pesos moleculares, las cosas pueden ser un poco confusas. Ninguno de ellos cuenta la historia completa. Por lo tanto, generalmente es mejor tratar de conocer la distribución del peso molecular. La distribución es una gráfica, que traza el peso molecular en el eje de las X’s y la cantidad del polímero en un peso molecular dado en el eje de las Y’s. (Ver gráfica)
PESO MOLECULARES PROMEDIO MAYORES: Mz, Mz + 1
En general, una serie de pesos moleculares promedio se pueden definir mediante la ecuación:
M = ∑Ni x Mn+1 / ∑Ni x Min
en donde:
n = 1 da M = Mw
n = 2 da M = Mz
n = 3 da M = Mz + 1
Los promedios más altos son cada vez más sensibles a los polímeros de alto peso molecular y, en consecuencia, son cada vez más difíciles de medir con precisión. Tienden a estar asociados con métodos que miden el movimiento de las moléculas del polímero, como las técnicas de difusión o sedimentación. Aunque los promedios z no se utilizan comúnmente para los polímeros, existen varios métodos importantes para medir las dimensiones de las cadenas que producen pesos moleculares promedio z.
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