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Organische Chemie Fragen und Antworten zur Chemie der Kohlenwasserstoffe. Hier kann alles von funktionellen Gruppen über Reaktionsmechanismen zu Synthesevorschriften, vom Methan zum komplexen Makromolekül diskutiert werden.

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Alt 02.12.2018, 14:04   #1   Druckbare Version zeigen
Galaxy  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 6
Zahlenmittlere Molmasse eines Polykondensats

Hallo liebes Forum,

ich hoffe ich bin hier im richtigen Unterforum. Ich verzweifele gerade an einer Aufgabe zur makromolekularen Chemie. Die Aufgabe lautet wie folgt:

"Ein Polyamid wurde aus Hexamethylendiamin (9.22 g) und Adipinsäure (11.68 g) bei 280 °C synthetisiert. Eine Endgruppenanalyse ergab, dass insgesamt 2.6*10^-3 mol Carbonsäuregruppen im Produkt enthalten waren.

a) Bestimmen Sie die zahlenmittlere Molmasse {\bar{M}_{n}} des Polyamids.

b) Ermitteln Sie die gewichtsmittlere Molmasse {\bar{M}_{w}} unter der Annahme der
wahrscheinlichsten Molmassenverteilung."

Zu a): Mein Ansatz war, zuerst die Stoffmenge der Edukte zu bestimmen: 79.3 mmol für Hexamethylendiamin und 79.9 mmol für Adipinsäure. Da hier eine Polykondensation vorliegt, muss das abgespaltene Wasser berücksichtigt werden. Im Edukt haben wir 2*79.9 mmol = 159.8 mmol COOH-Gruppen. Da im Endprodukt 2.6 mmol COOH-Gruppen enthalten waren, haben 159.8 mmol - 2.6 mmol = 157.2 mmol COOH-Gruppen unter Kondensation reagiert, daher wurden auch 157.2 mmol Wasser abgespalten, das entspricht 2.832 g Wasser. Somit hat das Polymer eine Masse von 9.22 g + 11.68 g - 2.832 g = 18.07 g.
Da die Adipinsäure im leichten Überschuss vorliegt, kann man annehmen, dass jede Polymerkette zwei COOH-Endgruppen besitzt (oder?), somit gibt es 0.5*2.6 mmol = 1.3 mmol Ketten im Produkt.
Somit wäre die zahlenmittlere Molmasse {\bar{M}_{n}} = m(Polymer)/n(Polymer) = 18.07 g/1.3 mmol = 13900 g/mol.

In dem Buch, welches die Lösungen enthält (Introduction to Polymers), steht jedoch ohne weitere Erklärung:

"{\bar{x}_{n}} = 75.9, {\bar{M}_{n}} = 8.58 kg/mol und {\bar{M}_{w}} = 17.07 kg/mol".

Dies weicht nun doch schon ziemlich stark von meinem Ergebnis ab. Ich habe schon alles mögliche versucht (ohne Wasser, nur eine COOH-Endgruppe, etc.), aber ich komme einfach nicht auf die Lösung, die im Buch steht. So, wie ich es gehört habe, hat es wohl noch keiner meiner Kommilitonen geschafft, dieses Ergebnis zu reproduzieren und einige spielen mit dem Gedanken, dass die Lösung im Buch falsch ist. Kann dies sein? Und wenn nicht, wie kommt man dann auf die Lösung im Buch (bitte nur Tipps)?

Und warum steht der Polymerisationsgrad in der Lösung, wenn dieser gar nicht gefragt ist? Oder braucht man den, um die Aufgabe zu lösen?

Zu b) habe ich gar keine Idee, da ich nicht weiß, was die "wahrscheinlichste Molmassenverteilung" sein soll.

Vielen Dank schonmal!

Gruß, Galaxy
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Alt 03.12.2018, 17:52   #2   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 141
AW: Zahlenmittlere Molmasse eines Polykondensats

Hallo,
ich kann deiner Rechnung folgen. Ich hätte das im Großen und Ganzen auch so gemacht, nur hätte ich mit einer Carbonsäure/Kette gerechnet order richtig wäre ein Bruch (zwischen 1 und 2), da zwischen ~1x10-3 mol (Überschuss COOH) und 2.6x10-3 mol (Anzahl frei Carbonsäure) kein großer Unterschied ist.


Zu b) {M_w/M_n = 2} siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Schulz-Flory-Verteilung
MfG
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
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