¿Cuántas moléculas hay típicamente en los artículos hechos de plástico?

Question

En objetos hechos de plástico (y otros polímeros), ¿cuántas moléculas se esperaría encontrar generalmente?

Intuitivamente, parece que, por ejemplo, una bolsa de plástico o una botella de PET no podrían ser una sola molécula, pero por otro lado, esa es una de las fortalezas de los polímeros.

Entonces la pregunta es, supongo, ¿los artículos hechos de plástico consisten en una sola molécula, o muchas moléculas fusionadas juntas por medio de pegamentos o acción mecánica?

Editar: Después de un comentario, me doy cuenta de que el núcleo de mi pregunta podría ser más claro, así que aquí hay una formulación alternativa:

Si eligiera un átomo en un objeto de plástico típico y le diera un color, y luego le diera a cada átomo conectado a él por medio de enlaces covalentes el mismo color por relleno, y luego elegí un átomo sin color en el objeto y repetí el proceso hasta que no queden más átomos sin color en el objeto, ¿cuántos colores tendría un objeto de plástico típico?

Answer 1

La respuesta corta es un número muy grande y mucho más de lo que podrías contar razonablemente

Las reacciones de polimerización típicamente producen moléculas muy grandes pero no tan grandes como para que una sola molécula componga tanto material como una bolsa de plástico completa o un objeto de un tamaño significativo. Esta fuente sobre LDPE nos dice que el peso molecular típico del producto industrial es de 90,000 (algunos polímeros son mucho más grandes que esto).

Para los no químicos, los pesos moleculares son (simplificando un poco) el peso relativo a un solo átomo de hidrógeno. El carbono es 12 en esta escala y el etileno (el monómero a partir del cual se fabrica el plástico que consta de 2 átomos de carbono y 4 de hidrógeno) es 32. Esto significa que una molécula típica del plástico está (crudamente) hecha de poco menos de 3,000 moléculas de etileno. El otro dato que necesitas saber es que hay alrededor de 6 x 1023 átomos de hidrógeno en un gramo de hidrógeno (ver la definición de Wikipedia del número de Avogadro). Las matemáticas simples nos dicen que un gramo de LDPE contendrá aproximadamente 6.7 x 1018 moléculas, por lo que es el orden del número en un artículo de plástico pequeño que, supongo, pesa solo algunos gramos.

Entonces, en resumen, incluso en un artículo de plástico pequeño que consiste en un polímero de cadena larga (el LDPE es relativamente corto pero otros polímeros podrían tener cadenas 10-100 veces más a lo sumo), habrá algo así como 1016 a 1018 moléculas de polímero, lo cual es mucho.

Answer 2

Algunos plásticos tienen su peso molecular (m.w.) especificado, por ejemplo, polietileno y polietileno de peso molecular ultra alto. Conociendo el tipo de plástico, y por lo tanto su m.w., y la masa del objeto, utilizando la constante de Avogadro, deberías poder calcular cuántas moléculas hay.

Medir una bolsa de sándwich de polietileno de baja densidad sería un buen lugar para empezar.