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La verdad sobre el peso molecular promedio numérico: ¿la entiendes?
En química de polímeros, la distribución de peso molecular (o distribución de masa molar) describe el número de moles de cada especie de polímero (N_i) en relación con la masa molar de esa especie (M_i < /código>). En los polímeros lineales, las cadenas poliméricas individuales rara vez tienen el mismo grado de polimerización y masa molar, por lo que siempre hay una distribución alrededor de una media. La distribución de masa molar de los polímeros puede modificarse mediante fraccionamiento de polímeros.
Se pueden definir diferentes promedios según el método estadístico aplicado. En la práctica, se utilizan cuatro promedios, que representan un promedio ponderado en términos de fracción molar y fracción de peso.
Diferentes valores medios de masa molar
En la química de polímeros, diferentes métodos de medición se dirigen a masas molares específicas. Los cuatro mencionados con más frecuencia son:
- Masa molar promedio numérica (
M_n), también conocida como peso molecular promedio numérico (NAMW). - Masa molar promedio (
M_w), donde w representa el peso; a menudo también se denomina peso molecular promedio en peso (WAMW). - Z-masa molar promedio (
M_z), donde z significa centrifugación (del alemán Zentrifuge). - Viscosidad masa molar promedio (
M_v).
La relación entre la masa molar promedio en número y la masa molar promedio en masa se llama dispersión o índice de polidispersidad, y puede indicar el rango de distribución de una muestra.
Medición de la masa molar
Estas diferentes definiciones tienen un significado físico real porque las diferentes técnicas en química de polímeros a menudo miden solo una de ellas. Por ejemplo, el método de permeación mide la masa molar promedio en número, mientras que la dispersión de luz láser de ángulo pequeño mide la masa molar promedio en masa. La masa molar promedio de viscosidad obtenida por viscosimetría está determinada por la interacción del medio ambiente y el polímero y normalmente está entre 0,5 y 0,8.
En una curva de distribución típica, la relación entre los valores promedio es:
M_n < M_v < M_w < M_z.
Características y distribución de los polímeros
La distribución de masa molar de una muestra de polímero puede verse afectada por la cinética química y los procedimientos de procesamiento. Un polímero de crecimiento gradual ideal tendría una dispersión de 2, mientras que una reacción de polímero vivo ideal formaría un polímero con una dispersión de 1. Al disolver el polímero, puede haber una fracción insoluble de alta masa molar que se filtra, lo que hace que M_w se reduzca más que M_n, reduciendo así la dispersión.
La masa molar promedio en número se determina calculando la media aritmética ordinaria de las masas molares de varios polímeros diferentes.
La influencia de la cantidad y la masa en la masa molar media
La masa molar promedio numérica (M_n) se puede calcular midiendo la masa de un cierto número de moléculas de polímero y luego dividiendo la suma por el número total de moléculas. La masa molar promedio (M_w), por otro lado, tiene en cuenta el tamaño de cada polímero, y las moléculas más grandes tendrán una proporción mayor que las moléculas más pequeñas.
La fórmula de cálculo de la masa molar promedio es:
M_w = ∑ N_i M_i^2 / ∑ N_i M_i.
Comprensión de la masa molar promedio Z
La masa molar promedio Z es la masa molar promedio del tercer momento, o cubo, y esta medición permite una mejor evaluación del rendimiento del polímero, especialmente en términos de flujo y propiedades viscoelásticas.
La masa molar promedio Z se calcula mediante:
M_z = ∑ M_i^3 N_i / ∑ M_i^2 N_i.
En resumen, comprender el significado detrás del peso molecular promedio en número no solo ayuda a comprender las propiedades de los polímeros, sino que también mejora la eficiencia y eficacia de las aplicaciones relacionadas. Sin embargo, ¿ha pensado alguna vez en el impacto que tendrán estos pesos moleculares en los cambios futuros en la ciencia de los materiales?
