Calcule o grau de polimerização do PA-6.6 (poli(hexametileno-adipamida) ou nylon-6,6) que apresenta massa molar de
. Na síntese de uma tonelada desse polímero, quanta água necessitaria ser evaporada para que o polímero resultante estivesse totalmente isento de água?
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede duas coisas claras.
- Dado: massa molar do polímero (massa molar média)
- Polímero: PA-6,6, formado por condensação entre hexametilenodiamina e ácido adípico (cada par de monômeros forma a unidade repetitiva do polímero).
- Pergunta 1: calcular o grau de polimerização
(número de unidades repetitivas por cadeia média). - Pergunta 2: na síntese de
tonelada desse polímero, quanta água precisa ser evaporada para que o polímero final esteja totalmente isento de água?
Passo 2
Entendendo o que é grau de polimerização e a unidade repetitiva.
- Definição prática que vamos usar: o grau de polimerização
é a razão entre a massa molar média da cadeia polimérica e a massa molar da unidade repetitiva:
- Precisamos, portanto, determinar a massa molar da unidade repetitiva do PA-6,6. A unidade repetitiva é formada pela combinação de uma molécula de hexametilenodiamina e uma de ácido adípico, com perda de água(s) durante a condensação. Explico por que: cada grupo terminal
reage com um formando uma ligação amida e liberando uma molécula de . Ao considerar o par diamina + diácido que forma uma unidade repetitiva conectada na cadeia, a perda total é de duas moléculas de água (uma para cada ligação formada na organização da unidade dentro da cadeia). Logo, a massa da unidade repetitiva será
Passo 3
Calcular as massas molares dos monômeros (uso massas atômicas aproximadas usuais:
,
,
,
em
).
- Hexametilenodiamina: fórmula
.
- Ácido adípico: fórmula
.
- Água:
Passo 4
Calcular a massa molar da unidade repetitiva do PA-6,6 usando a expressão do Passo 2.
Substituindo os valores:
(Arredondando de forma usual:
.)
Passo 5
Calcular o grau de polimerização
usando a fórmula do Passo 2.
Calculando:
Interpretação prática: a massa molar média informada corresponde a cadeias com, em média, cerca de
unidades repetitivas.
Passo 6
Determinar a massa de água liberada por unidade repetitiva e a relação água/ polímero.
- Cada unidade repetitiva corresponde à perda de duas moléculas de água: massa de água por unidade
- Para cada
de polímero formada, foram liberados de água. Logo a razão massa de água / massa de polímero é
Isto significa que para cada grama de polímero produzido, aproximadamente
de água teve de ser eliminada.
Passo 7
Calcular a quantidade de água que precisa ser evaporada para sintetizar
tonelada de polímero.
- Converter
tonelada para gramas:
- Massa de água a evaporar:
Converter para quilogramas:
(Arredondando sensivelmente: cerca de
de água.)