LABORATORIO DE FISICOQUÍMICA (116014M-01) – UNIVERSIDAD DEL VALLE
VISCOSIDAD Y MASA MOLAR DE UN POLIMERO Naren Castiblanco (1723499), Jhonatan Cuellar (1733741)
[email protected],
[email protected] 22 de octubre de 2017 Palabras clave: viscosímetro de Ostwald, masa molecular promedio, polimero.
Abst Ab st ract. rac t. The average molecular mass of a polymer (PVOH) was determined with an ostwald visco-meter. For this purpose, solutions of different concentrations of the polymer were prepared, and the flow time of the pure solvent (water) was measured in the visco-meter and then each solution, starting from the lowest concentration. with the collected data the average molecular mass of the polymer was calculated, resulting in 3558.57 g / mol.
Introducción. Los polímeros tienen una gran aplicación en la industrial de los materiales, ya que permite crear estructuras moleculares que determinaran las características del material, por esta razón es muy útil saber la masa molar de un polímero, así se podrá determinar que tanto ha avanzado la reacción de polimerización y que tan grande es el polímero. Otra característica de los polímeros es que al estar disueltos en agua, estos aumentan la viscosidad de la solución y entre mayor sea la masa molar o la concentración del polímero, mayor será el coeficiente de viscosidad [1] , esto se debe a que hay un mayor número de fuerzas intermoleculares las cuales aumentan la resistencia a fluir de la solución, se determina la viscosidad intrínseca del polímero y utilizando la ecuación de ecuación de Mark-Houwink [2], se determina la masa molar media de viscosidad la cual nos permite calcular la masa molar del polímero.
v=5 mL y T=26 Agua Solución PVOH 0.125%p/p Solución PVOH 0.25%p/p Solución PVOH 0.5%p/p Solución PVOH 0.75%p/p
Resultados y discusión.
Con los datos recogidos en la práctica se calcula la densidad del agua y de las soluciones usadas en esta, haciendo hacien do uso de las siguientes ecuaciones:
(1) =
= (2) Tabla 1 pesos obtenidos durante la práctica.
Masa promedio pro medio (g) Picnómetro
10.5426
Densidad (g/mL), a un
0.881914
4.414133
0.882826
4.414867
0.882973
4.396933
0.879386
0.883187
Ahora se calcula la constante del viscosímetro haciendo uso de la siguiente ecuación, tomando como referencia la viscosidad del agua (η) a 26 oC:
= ∗ (3) =
0.000871 ∗ − ∗ −
0.88 0.8819 1914 14 ∗ ∗ 1 ∗ 10.5 10.576 76 = 9.3383∗ 10− ∗ 2
Metodología. La práctica empieza preparando 4 soluciones (3/4, 1/2, 1/4 y 1/8 con respecto a la concentración inicial) de PVOH a partir de una solución al 1%, ya con las soluciones preparadas se procede a montar el viscosímetro de Ostwald y medir los tiempos de flujo del agua (cinco veces) y de las soluciones preparadas (tres veces), de menor a mayor concentración, finalmente medir por triplicado la masa del agua y de las soluciones en un picnómetro, medir la temperatura de trabajo.
4.40957 4.415933
Con la densidad y la constante del viscosímetro calculada, y el tiempo medido en el laboratorio se calcula el coeficiente de viscosidad para cada solución de PVOH haciendo uso de la Ec.3: Tabla 2 Coeficiente de viscosidad calculados.
Solución Solución 0.125%p/p Solución 0.25%p/p Solución 0.5%p/p Solución 0.75%p/p
Coefici Coefici ente de -1 -1 viscosidad (Kg*s *m ) PVOH
8.9705*10-4
PVOH
9.6428*10-4
PVOH
1.1343*10-3
PVOH
1.37359*10-3
Ahora se grafica
vs y por extrapolación se
obtiene la viscosidad intrínseca por extrapolación: extrapolación:
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[] = lim → [] =10
(4)
Conclusiones .
Se calcula la masa molar media del PVOH usando la siguiente ecuación:
[] = ()
las moléculas y sus formas, sino que depende, además, del tipo del solvente usado. Por lo tanto, en comparación de un método absoluto, se establece una “curva de calibración” o “función de calibración”, la cual es válida solamente para una temperatura y solventes dados. Al no existir un método absoluto es difícil encontrar valores en la literatura con que comparar los resultados obtenidos. Ya que la única manera de determinar el peso molecular de un polímero es por medio de una curva de calibración, esta puede tener errores experimentales que pueden afectar el cálculo final, además que algunos polímeros se comportan de manera diferente en solventes polares haciendo que se pierda la linealidad. [1]
(5)
= 3558.576 / Hasta ahora no es posible dar una interpretación teórica satisfactoria para la relación entre la concentración del polímero con la viscosidad de la solución de las macromoléculas. Tampoco se conoce una relación simple para cálculos directos de peso moleculares a partir de datos de mediciones de viscosidad, ya que la velocidad intrínseca no solamente es función del tamaño de
Este experimento da la capacidad de llevar a cabo una de las técnicas estándar para la determinación del peso molecular de altos polímeros, este procedimiento demanda un control preciso de la temperatura y del solvente ya que un cambio de estos hace variar el valor de K y α.
Bibliografía. 1.Claudio17240,http://www.monografias.com/trabajos44/poli meros/polimeros.shtml. octubre del 2017. 2. Seymour, R.; Carraher, C. Introducción a la química de los polímeros. Reverte, España, 2002, 75. 3. http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/4295/Capitulo2.pdf ( octubre de 2017)
