Σταδιακός πολυμερισμός

Στην εφαρμογή αυτή διερευνούμε τον σταδιακό πολυμερισμό.

Στον σταδιακό πολυμερισμό οποιαδήποτε δύο μονομερή που υπάρχουν στο μείγμα αντίδρασης μπορούν να ενωθούν σε οποιαδήποτε στιγμή και η ανάπτυξη του πολυμερούς δεν περιορίζεται στις αλυσίδες που έχουν ήδη σχηματιστεί. Θεωρήστε τον σταδιακό πολυμερισμό ενός υδροξυοξέος HO-M-COOH. Μετράμε την πρόοδο του πολυμερισμού συναρτήσει της συγκέντρωσης των ομάδων -COOH στο δείγμα (την οποία συμβολίζουμε με A), διότι αυτές οι ομάδες εξαφανίζονται βαθμιαία καθώς η συμπύκνωση προχωρά. Απουσία καταλύτη, αναμένουμε η συμπύκνωση να είναι συνολικά δεύτερης τάξης ως προς τη συγκέντρωση των ομάδων -OH και -COOHA) και γράφουμε

Ωστόσο, επειδή υπάρχει μία ομάδα -OH για κάθε ομάδα -COOH, η εξίσωση αυτή είναι ίδια με την

Αν υποθέσουμε ότι το k είναι ανεξάρτητο του μήκους της αλυσίδας, η λύση για αυτόν το νόμο ταχύτητας είναι

όπου t είναι ο χρόνος (σε s), Ao (σε mol L-1) είναι η αρχική συγκέντρωση των ομάδων A, και το k έχει μονάδες L mol-1 s-1. Για να παραστήσετε γραφικά αυτή την εξίσωση, επιλέξτε την καρτέλα Concentration.

Το κλάσμα p των ομάδων -COOH που έχουν συμπυκνωθεί σε χρόνο t είναι

Για να παραστήσετε γραφικά αυτή την εξίσωση, επιλέξτε την καρτέλα Fraction.

Ο βαθμός πολυμερισμού, nmean, είναι ο μέσος αριθμός καταλοίπων μονομερών ανά μόριο πολυμερούς.

Για να παραστήσετε γραφικά αυτή την εξίσωση, επιλέξτε την καρτέλα Degree.

Βλέπουμε ότι το μέσο μήκος αυξάνει γραμμικά με το χρόνο, έτσι όσο περισσότερο προχωρά ο σταδιακός πολυμερισμός, τόσο μεγαλύτερη είναι η μέση γραμομοριακή μάζα του προϊόντος. Χρησιμοποιήστε τα κουμπιά κάτω δεξιά για να μεταβείτε από τη γραφική παράσταση του nmean ως προς t σε αυτή του nmean ως προς p(t).

Σημειώνουμε ότι το p πρέπει να είναι πολύ κοντά στη μονάδα για να είναι οι αλυσίδες μακριές.