1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

علم الكيمياء : الكيمياء الصناعية : مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية :

الوزن الجزيئي للبوليمرات

المؤلف:  د. محمد فكري الهادي

المصدر:  اساسيات كيمياء البوليمرات والغروانيات

الجزء والصفحة:  ص 51-55

2024-04-04

1290

إن الميزة الأول لكيمياء مركبات الجزيئات الضخمة هي إحتوائها على مفهوم جديد تماماً عن الوزن الجزيئي.

فقيمة الوزن الجزيئى في مركبات الجزيئات الصغيرة عبارة عن ثابت يعين ذاتية المركب الكيميائي، ويدل تغير الوزن الجزيئي دائماً على الإنتقال إلى مادة أخرى كما يرافقه تغير ملحوظ في الخواص. وعندما ينتقل أحد أنواع الفصيلة المتجانسة homologous series) إلى نوع آخر أي أثناء تغير قيمة الوزن الجزيئي) يحدث تغير في الخواص الفيزيائية للمادة يمكن الإستفادة منه في فصل هذه المتجانسات homologues ) بعضها عن بعض.

وتتفق تغيرات الخواص الفيزيائية في الفصيلة المتجانسة المعطاة مع النسبة بين الفرق التجانسي ومقدار الوزن الجزيئي للمتجانس.(homologue)

ونرى في الجدول (7) الذى يتضمن درجات غليان بعض الهيدروكربونات أن قيمة هذه النسبة تتناقص بإستمرار كلما إزداد الوزن الجزيئى كما يتناقص أيضاً الفرق بين درجة الغليان. فمثلاً يعادل الفرق بين نقطتي غليان الميثان والإيثان 73 درجة مئوية، بينما يعادل 8 درجات فقط بالنسبة لجينتريا كونتان ولدوتريا كونتان. ويكون الفرق التجانسي لبولي الإيثيلين الذى يبلغ وزنه الجزيئي 1400 أقل من %1% من الوزن الجزيئي. في حين يعادل أقل من 0.1% لنفس البوليمر الذى يبلغ وزنة الجزيئى - 14000. ومن الواضح، أنه عندما تكون القيمة النسبية للفرق التجانسي صغيرة جداً، يكون تغير الخواص الفيزيائية غير ملحوظ أثناء الإنتقال من قرين إلى آخر. ويعطينا الخط البياني الموجود في الشكل (2) صورة واضحة عن هذه الحالة. وهكذا يتضاءل الإختلاف في الخواص الفيزيائية بين القرائن المستقلة عند إزدياد الوزن الجزيئى بحيث تفقد هذه القرائن (يطلق عليها إسم القرائن البوليميرية) ذاتيتها عندما يصبح وزنها الجزيئي كبيرا جدا.

لا يمكن في الوقت الحاضر فصل خليط من القرائن البوليمرية إلى مواد مستقلة ونقية كيميائياً، في حين يمكن فصل هذا الخليط إلى أجزاء (fractions) فقط تدخل في كل منها مجموعة من القرائن البوليمرية ذات الأوزان الجزيئية المتقاربة. ونتيجة لذلك، يكون الوزن الجزيئى لمركبات الجزيئى الضخمة عبارة عن قيمة إحصائية وسطية وليس قيمة ثابتة تحدد الخواص الذاتية للمركب المعلوم. ولهذا دخل مفهوم الوزن الجزيئي الوسطى وكيمياء مركبات الجزيئات الضخمة.

إن المفهوم الجديد للوزن الجزيئى ، كمقدار إحصائي وسطى، يقلل إلى حد معلوم من أهمية هذا المقدار أثناء تحديد خواص المركبات الكيميائية. إذ بعد أن يصل الوزن الجزيئي للبوليمر إلى قيمة معينة يفقد دوره كعامل هام في تعيين غالبية الخواص الفيزيائية للمادة.

إن قيمة الوزن الجزيئى الوسطى للبوليمر لا يمكن أن تعطينا فكرة عن خواص هذا البوليمر بصورة موحدة ذلك لأنه يمكن لعينات مختلفة من البوليمر ذات وزن جزئ وسطى متساو أن تختلف بنسبة كمية البوليمرات المتجانسة والمتعددة.

وقد تم إدخال مفهوم درجة التبعثر المتعدد (polydispersion) لتفسير التوزع الكمي للبوليمرات المتجانسة. وتتعين درجة التبعثر المتعدد للبوليمر بالقيم الحدية لأوزان الأجزاء (fractions) الجزيئية الوسطية كما يعبر عنها بمنحنيات توزيع البوليمر حسب الوزن الجزيئي (شكل 3).

 

ونجد على الشكل 3 منحنيات التوزيع حسب الوزن الجزيئي لبوليمرين ذوى درجة بلمرة وسطى واحدة إلا أنهما يختلفان في درجة التبعثر المتعدد ونلاحظ أن البوليمر الممثل بالمنحنى البياني 1 أكثر تجانساً . من حيث الوزن الجزيئى من البوليمر الممثل بمنحنى التوزيع 2.

ولا تقل درجة التبعثر المتعدد أهمية عن الوزن الجزيئي الوسطى. وهناك أيضا صفة أخرى لمركبات الجزيئات الضخمة مرتبطة بشكل مباشر بتغير الخواص الفيزيائية أثناء إزدياد الوزن الجزيئي. إذ يتناقص ضغط أبخرة المركبات الكيميائية بإزدياد الوزن الجزيئي، ويهبط هذا الضغط عملياً حتى الصفر قبل أن يصل الوزن الجزيئي إلى قيمته المميزة للمركبات ذات الجزيئات الضخمة. إذ عندما تصل درجة الحرارة إلى قيمة معينة يحدث التفكك الحراري للمادة، كما تتحطم الروابط الكيميائية، ويتغير تجمع الذرات. إذن فمركبات الجزيئات الضخمة غير طيارة عمليا . ولا يمكن أن تتحول إلى الحالة الغازية. وينتج من ذلك أن الفرق بين مركبات الجزيئات الضخمة ومركبات الجزيئات الصغيرة هو أن الأخيرة يمكنها أن توجد على ثلاث حالات الحالات الصلبة والسائلة والغازية في حين توجد

مركبات الجزيئات الضخمة في حالتين فقط : هما الصلبة والسائلة. تعتبر الكيمياء الفيزيائية مصدراً لإكتشاف أشكال وأحجــام الجزئيات الضخمة ولتقدير إستجابة هذه الخواص للبيئة المحيطة بها وللربط بين الخصائص والتراكيب. وبمعرفة المكونات والتراكيب يمكن التعرف على الفعاليات المختلفة لتلك الجزئيات. الجزئيات الضخمة المخلقة تكون عموماً أبسط من تلك الطبيعية. وعلى الرغم من النجاح في تحضير البروتينات فإن هذا التمييز يعتبر نظاماً قديماً. وعلى الرغم من كون البوليمرات المخلقة بسيطة نسبيا فإنه من الضروري معرفة طبيعة هذه المادة على الأقل إلى حد معرفة أطوال السلاسل البوليمرية. ونجد أنه من الواجب القدرة على إيجاد رابطة بين الخصائص الفيزيائية مثل المرونة. وعلاقتها بالتركيب الكيميائي للبوليمر مثل طول السلسلة ودرجة التكريس.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي