Enunciado

Para a vulcanização do poli-isopreno, calcule a porcentagem em peso de enxofre que deve ser adicionada para assegurar que 8% dois sítios possíveis formem ligações cruzadas; considere que, na média, três átomos de enxofre estão associados a cada ligação cruzada.

Passo 1

O enunciado pergunta qual porcentagem em peso de enxofre deve ser adicionada ao poliisopreno para garantir que 8% dos locais possíveis sejam reticulados, assumindo que, em média, três átomos de enxofre estejam associados a cada reticulação. A Tabela 14.5 mostra a unidade de repetição para cis-isopreno. Para cada uma dessas unidades, existem dois sites possíveis de crosslink (ligação cruzada); um local está associado a cada um dos dois átomos de carbono envolvidos na ligação dupla da cadeia.

Como 8% dos locais possíveis são reticulados, para cada 100 unidades de repetição de isopreno, 8 deles são reticulados; na verdade, existem dois sites de crosslink por unidade de repetição, mas cada crosslink é compartilhado por duas cadeias. Além disso, em média, assumimos que cada reticulação é composta por 3 átomos de enxofre; portanto, deve haver 3 × 8 ou 24 átomos de enxofre adicionados a cada 100 unidades de repetição de isopreno. Em termos de moles, é necessário adicionar 24 moles de enxofre a 100 moles de isopreno. O peso atômico do enxofre é 32.06 g/mol, enquanto o peso molecular do isopreno é

A ( i s o p r e n o ) =   5 ( A C ) + 8 ( A H ) = 68.11   g / m o l

Passo 2

A massa de enxofre adicionado ( m S ) é

m S = ( 24   m o l ) ( 32.06   g / m o l ) = 769.4   g

Enquanto que para isopreno

m i p = ( 100   m o l ) ( 68.11   g / m o l ) = 6811   g

Ou, a concentração de enxofre em porcentagem em peso (Equação 4.3) é apenas

C S = m S m S + m i p × 100 = 10.1   w t %

Resposta

C S = m S m S + m i p × 100 = 10.1   w t %

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