Kemiassa ja materiaalitieteessä **dispersiteetti** (**Đ**) on polymeerinäytteen tasalaatuisuuden numeroarvo. Arvo voi olla ĐM- tai DX-arvo, jotka kuvaavat vastaavasti näytteen polymeerien moolimassojen tai polymerisaatioasteiden jakautumisen tasalaatuisuutta. **Poly-** ja **monodispersiteetti** sekä **PDI-indeksi** ovat vanhentuneita aiheeseen liittyviä termejä, joiden käyttöä IUPAC ei suosittele.

Kaavat
------

**Moolimassadispersiteetti** **ĐM** kuvaa moolimassojen jakaumaa, ja on

ĐM = MW / Mn

MW on massapainotettu moolimassa eli

{\displaystyle M\_{W}={\frac {\sum \_{i}w\_{i}M\_{i}}{\sum \_{i}w\_{i}}}={\frac {\sum \_{i}n\_{i}M\_{i}^{2}}{\sum \_{i}n\_{i}M\_{i}}}}

Mn on moolimääräpainotettu moolimassa eli

{\displaystyle M\_{n}={\frac {\sum \_{i}n\_{i}M\_{i}}{\sum \_{i}n\_{i}}}}

Yhtälöissä

ni on i molekyylien moolimäärä (mol) näytteessä.
Mi on i molekyylien moolimassa (g/mol).
wi on i molekyylien massafraktio eli
{\displaystyle w\_{i}={\frac {n\_{i}M\_{i}}{\sum \_{i}n\_{i}M\_{i}}}}

**Polymerisaatioasteen dispersiteetti ĐX** kuvaa polymeeriketjujen pituuksien jakaumaa, ja on

ĐX = XW / Xn

Xn on keskimääräinen polymerisaatioaste eli monomeerien keskimääräinen lukumäärä seoksen polymeeriketjuissa.
XW on polymerisaatioaste jaettuna seoksen MW-arvolla – arvo on siis massapainotettu polymerisaatioaste.

Merkitys
--------

ĐM ja ĐX on aina 1 tai enemmän eli Đ ≥ 1. Suuri Đ tarkoittaa suurta hajontaa eli epätasalaatuisuutta seoksen osasten ominaisuuksien välillä.

|  |  |
| --- | --- |
| Tasalaatuinen (eli monodispersiivinen) näyte, jonka Đ ≈ 1. | Epätasalaatuinen (eli polydispersiivinen) näyte, jonka Đ ≫ 1. |

Jos ĐM ≲ 1.1, kutsutaan usein polymeeriseosta tasalaatuiseksi tai monodispersiiviseksi (jälkimmäinen ei ole suositeltu termi). Synteettisten polymeerien ĐM on usein noin 4. Tosin esimerkiksi kaupallisen polyeteenin eli PE-muovin ĐM voi olla lähempänä arvoa 30.

Laskuesimerkki
--------------

Polymeerimateriaalissa on mitattu kromatografisesti olevan tätä polymeeriä kolmessa eri pituudessa. *1. fraktiossa* on 10 grammaa massan 1000 g/mol polymeeriä, *2. fraktiossa* on 5 g 5000 g/mol polymeeriä ja *3. fraktiossa* on 50 g 4000 g/mol polymeeriä. ĐM saadaan selville seuraavanlaisesti:

n1 = 10 g / 1000 g/mol = 0.010 mol

n2 = 20 g / 2500 g/mol = 0.008 mol

n3 = 60 g / 5000 g/mol = 0.012 mol

{\displaystyle M\_{W}={\frac {1000\ g/mol\*(n\_{1})^{2}+2500\ g/mol\*(n\_{2})^{2}+5000\ g/mol\*(n\_{3})^{2}}{1000\ g/mol\*n\_{1}+2500\ g/mol\*n\_{2}+5000\ g/mol\*n\_{3}}}=4000}

{\displaystyle M\_{n}={\frac {1000\ g/mol\*n\_{1}+2500\ g/mol\*n\_{2}+5000\ g/mol\*n\_{3}}{n\_{1}+n\_{2}+n\_{3}}}=3000}

ĐM = 4000 / 3000 ≈ 1.33

Lähteet
-------

1. 1 2 3  RFT Stepto: Dispersity in polymer science (IUPAC Recommendations 2009).  *Pure and Applied Chemistry*, 2009, 81. vsk, nro 2, s. 351–353. doi:10.1351/PAC-REC-08-05-02. ISSN 0033-4545. Artikkelin verkkoversio.
2. 1 2 3 4 5  P Kratochvíl, UW Suter: Definitions of terms relating to individual macromolecules, their assemblies, and dilute polymer solutions (Recommendations 1988).  *Pure and Applied Chemistry*, 1989, 61. vsk, nro 2, s. 211–241. doi:10.1351/pac198961020211. ISSN 0033-4545. Artikkelin verkkoversio.
3. ↑  PW Atkins: *Atkins' Physical chemistry*, s. 655. 8. painos. W.H. Freeman and Company, 2006. LCCN: 2005936591. ISBN 9780716787594.