21.3: Polimeri: definizione del peso molecolare

A differenza delle piccole molecole con pesi molecolari definiti, i polimeri sono una miscela di singole catene polimeriche di varia lunghezza, ciascuna con un peso molecolare unico. Pertanto, il peso molecolare di un polimero è espresso come valore medio basato sulla dimensione media delle catene polimeriche. Le due forme più comuni di medie utilizzate per i polimeri sono il peso molecolare medio numerico e il peso molecolare medio ponderale.

Il peso molecolare medio numerico (M_n) è la somma delle frazioni numeriche (x) delle catene polimeriche uniche moltiplicate per i loro pesi molecolari (M).

Qui, ciascuna frazione numerica (x_j) è il rapporto tra il numero di catene polimeriche con un particolare peso molecolare (n_j) e il numero totale di catene polimeriche.

Il peso molecolare medio numerico è una buona misura della lunghezza della catena del polimero.

Tabella 1: Calcolo della frazione numerica e del peso molecolare medio numerico (NAMW) di un campione di polimero con catene polimeriche di pesi diversi

In alternativa, il peso molecolare medio ponderale (M_w) è la somma delle frazioni ponderali (w) delle catene polimeriche moltiplicata per i loro pesi molecolari.

Qui, ciascuna frazione di peso (w_j) è il rapporto tra il peso totale di tutte le catene polimeriche con un peso molecolare specifico (n_jM_j) e il peso totale del campione di polimero.

Il peso molecolare medio ponderale dà un'idea della dimensione statistica del polimero.

Tabella 2: Calcolo della frazione in peso e del peso molecolare medio ponderale (WAMW) di un campione di polimero con catene polimeriche di pesi diversi.

Tipicamente, il peso molecolare medio ponderale è superiore al peso molecolare medio numerico perché le catene più grandi in un campione pesano più delle catene più piccole.

A differenza di una piccola molecola con un peso molecolare definito, un polimero può essere considerato come una miscela di molecole con vari pesi molecolari.

Il peso molecolare complessivo di un polimero è espresso in due tipi di medie: peso molecolare medio numerico e peso molecolare medio ponderale.

La media numerica è la somma della frazione numerica di ogni singola catena polimerica moltiplicata per il suo peso molecolare. Per ogni catena unica, la frazione numerica è il rapporto tra il numero di quelle catene e il numero totale di catene polimeriche nel campione.

La media ponderale è la somma della frazione di peso di ogni singola catena polimerica moltiplicata per il suo peso molecolare. Per ogni catena unica, la frazione di peso è il rapporto tra il peso totale di quelle catene e il peso totale del campione.

La media ponderale è superiore alla media numerica a meno che tutte le catene polimeriche non abbiano lo stesso peso molecolare.