Quais são os métodos para medir massa molecular numérica e ponderada?
Passo 1
O problema pergunta pelos métodos experimentais usados para determinar a massa molecular média numérica
e a massa molecular média ponderada
de um polímero. Em teoria de polímeros sabemos que
onde
é o número de cadeias de massa
. Para medir esses momentos da distribuição molar recorremos a diferentes técnicas físicas e químicas, que vamos listar a seguir.
Passo 2
Métodos de determinação de
(média numérica)
- Osmometria de membrana: mede a pressão osmótica
do polímero em solução e usa a relação para encontrar . - Osmometria de vapor, crioscopia e ebuliometria: são propriedades coligativas que dependem de
via a redução do ponto de congelamento, elevação do ponto de ebulição ou abaixamento da pressão de vapor. - Titulação de grupos terminais (end-group analysis): determina a concentração de terminais reativos conhecendo-se quantos extremos há por massa de polímero, daí
. - Viscometria capilar: mede a viscosidade intrínseca
da solução e, via a equação de Mark–Houwink estima-se um que em geral aproxima .
Passo 3
Métodos de determinação de
(média ponderada)
- Dispersão estática de luz (SLS, static light scattering): mede a intensidade da luz dispersa para diferentes ângulos e concentrações, usando a equação de Debye para extrair
. - Ultracentrifugação em equilíbrio (sedimentação): a distribuição de sedimentação em função do raio dá acesso a
. - Goniometria de espalhamento de luz ou refratometria em múltiplos detectores: detectores de ângulo múltiplo em conjunto com SEC fornecem
absoluto. - Viscometria com detector de dispersão de luz: combinando viscosímetro e espalhamento de luz pode-se avaliar
em sistemas não muito polidispersos.
Passo 4
Chromatografia de permeação em gel (GPC/SEC)
A SEC separa as cadeias por tamanho hidrodinâmico e, com detectores de índice de refração, viscosidade e/ou luz, obtém-se a curva de distribuição . Aí se calculam diretamente os momentos:
A SEC separa as cadeias por tamanho hidrodinâmico e, com detectores de índice de refração, viscosidade e/ou luz, obtém-se a curva de distribuição
Resposta
Métodos para
: osmometria de membrana, crioscopia/ebuliometria/osmometria de vapor, análise de terminais e viscometria capilar.
Métodos para : dispersão estática de luz, ultracentrifugação em equilíbrio, goniometria de luz com detectores múltiplos e combinações viscometria–espalhamento. A SEC/GPC, com detectores adequados, permite obter ambos
e
via cálculo dos momentos da distribuição.
Métodos para