3- (20/100)- Na polimerização radicalar, como afeta que o iniciador tenha uma eficácia (f) menor que 1 ? Justifique.
Passo 1
O enunciado pergunta como o fato de o iniciador ter uma eficácia
afeta a polimerização radicalar. O conteúdo aqui é cinética de polimerização radicalar, em que precisamos usar as definições de taxa de iniciação
, taxa de polimerização
e grau de polimerização médio
, todas dependentes de
.
Passo 2
Definimos a eficácia
como a fração de radicais gerados pela decomposição do iniciador que realmente inicia cadeias de polímero. Quando
, parte dos radicais recombina ou perde atividade antes de iniciar uma cadeia. A taxa de iniciação é
em que
é a constante de decomposição do iniciador e
a sua concentração.
Passo 3
A taxa de polimerização, sob aproximação de estado estacionário dos radicais, é
em que
é a constante de propagação,
a concentração de monômero e
a constante de terminação. Substituindo
obtemos
Logo, se
, a raiz quadrada de
reduz
. Em outras palavras, menor
implica menor taxa de iniciação e, consequentemente, menor taxa de polimerização.
Passo 4
O grau de polimerização médio em número pode ser expresso como
Como
, menor
aumenta o comprimento médio das cadeias.
Passo 5
Em resumo, uma eficácia
reduz o número de radicais efetivos, diminuindo a taxa de polimerização
e, ao mesmo tempo, aumentando o grau de polimerização médio
.
Resposta
Uma eficácia
reduz a taxa de iniciação
, o que leva a uma queda na taxa de polimerização
e, por outro lado, aumenta o grau de polimerização médio
.