MACROMOLCULAS

Unidad 10: Macromolculas.

I.E.S. Clara Campoamor (Getafe)

macromolculas

Contenidos

1.- Tipos de polmeros segn su procedencia, composicin, estructura y comportamiento frente al calor.

2.- Copolimerizacin.3.- Mecanismos de polimerizacin:

3.1. Adicin.

3.2. Condensacin.4.- Tipos de polmeros de adicin:4.1. Polietileno.

4.2. PVC.

4.3. Poliestireno, ..,5.- Estructura molecular de los polmeros. (()

5.1. Polimerizacin cis-trans. Caucho.5.2. Estereopolimerizacion. (()

6.- Tipos de polmeros de condensacin.

6.1. Polietlilenglicol.

6.2. Siliconas.

6.3. Baquelita.

6.4. Polisteres.

6.5. Poliamidas. Nailon.

7.- Biopolmeros (Carbohidratos, protenas y cidos nucleicos). (()

Polmeros o macromolculas. tipos.

Son molculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por la repeticiones de una o ms unidades simples llamadas monmeros unidas entre s mediante enlaces covalentes.

Forman largas cadenas que se unen entre s por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrgeno o interacciones hidrofbicas.

Se pueden clasificar segn diversos criterios:

Segn su origen.

Naturales:Caucho, polisacridos (celulosa, almidn), protenas, cidos nuclicos

Artificiales: Plsticos, fibras textiles sintticas, poliuretano, baquelita

Segn su composicin:

Homopolmeros: Un slo monmero

Copolmeros: Dos o ms monmeros

Segn su estructura:

Lineales: Los monmeros se unen por dos sitios (cabeza y cola)

Ramificados: Si algn monmero se puede unir por tres o ms sitios.

Por su comportamiento ante el calor:

Termoplsticos: Se reblandecen al calentar y recuperan sus propiedades al enfriar. Se moldean en caliente de forma repetida.

Termoestables: Una vez moldeados en caliente, quedan rgidos al ser enfriados por formar nuevos enlaces y no pueden volver a ser moldeados.Una clasificacin ms general podra ser la del siguiente organigrama:

Las fibras pueden tejerse en hilos finos y los elastmeros poseen gran elasticidad por lo que pueden estirarse varias veces su longitud. Un elastmero pero de origen natural sera el caucho.Copolimerizacin.

Se produce por la polimerizacin de dos o ms monmeros. Pueden ser:

Alternado.

En bloque.

Al azar.

Ramificado o injertado.

Tipos de polimerizacin.

Existen dos tipos fundamentales de polimerizacin:

Adicin.

Condensacin.

Polimerizacin por Adicin.

La masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero, pues al formarse la cadena los monmeros se unen sin perder ningn tomo.

Suelen seguir un mecanismo en tres fases, con ruptura hemoltica:

Iniciacin: CH2=CHCl + catalizador (CH2CHCl Propagacin o crecimiento: 2 CH2CHCl( CH2CHClCH2CHCl Terminacin: Los radicales libres de los extremos se unen a impurezas o bien se unen dos cadenas con un terminal neutralizado.

En el cuadro siguiente vemos algunos de los polmeros de adicin ms importantes, sus principales aplicaciones, as como los monmeros de los que proceden. Ntese que los polmeros basan su nomenclatura en el nombre comercial de los monmeros.Si tienes Quicktime puedes ver un videoclip de una reaccin de adicin en:

MONMERO

POLMERO

USOS PRINCIPALES

CH2=CH2

CH2CH2CH2CH2

Bolsas, botellas, juguetes...eteno (etileno)

polietilenoCH2=CHCH3

CH2CHCH2CH

Pelculas, tiles de cocina,

| |

aislante elctrico...

CH3 CH3propeno (propileno)

polipropileno

CH2=CHCl

CH2CHClCH2CHCl Ventanas, sillas, aislantes.cloroeteno (cloruro de vinilo)policloruro de vinilo

CH2=CH

CH2CHCH2CH

Juguetes, embalajes

aislante trmico y acstico. fenileteno (estireno)

poliestirenoCF2=CF2

CF2CF2CF2CF2

Antiadherente, aislante...tetrafloreteno

PTFE (tefln)

CH2=CClCH=CH2 CH2CCl=CHCH2

Aislante trmico, neumticos2-clorobutadieno

cloropreno o neoprenoCH2=CHCN

CH2CHCH2CH

Tapiceras, alfombras, tejidospropenonitrilo

| | (acrilonitrilo)

CN CN poliacrilonitrilo CH3

CH3 CH3 |

| |

Muebles, lentes y equiposCH2=CCOOCH3

CH2CCH2C

pticosmetil-propenoato de metilo | |(metacrilato de metilo)

COOCH3 COOCH3 PMM (plexigls)Ejemplo:

Una muestra de polibutadieno tiene una masa molecular media aproximada de 10000UMAs Cuntas unidades de monmero habr en la muestra?

Masa molecular monmero: 4 x 12 + 6 x 1 = 54 UMA ( n = 10000/54 = 185

Geometra en la polimerizacin. (()Polimerizacin cistrans (()

Estereopolimerizacin (()

La polimerizacin isotctica y y sindiotctica se consigue con el uso de estereocatalizadores, tales como el TiCl4.

Polimerizacin por Condensacin.

En cada unin de dos monmeros se pierde una molcula pequea, por ejemplo agua. Por tanto, la masa molecular del polmero no es un mltiplo exacto de la masa molecular del monmero. Los principales polmeros de condensacin son:

Homopolmeros:

Polietilenglicol

Siliconas

Copolmeros:

Baquelitas.

Polisteres.

Poliamidas.

Polietilenglicol.

Suele producirse por la prdida de una molcula de agua entre 2 grupos (OH) formndose puentes de oxgeno:

Siliconas.

Proceden de monmeros del tipo R2Si(OH)2

Se utiliza para sellar juntas debido a su carcter hidrofbico.

Baquelita.

Se obtiene por copolimerizacin entre el fenol y el metanal (formaldehdo). Se forman cadenas que se unen entre s debido al grupo hidroximetil en posicin para.

Se utiliza como cubierta en diferentes electrodomsticos, como televisores...

Polisteres.

Se producen por sucesivas reacciones de esterificacin (alcohol y cido).

Forman tejidos, de los cuales el ms conocido es el tergal formado por cido tereftlico (cido p-benceno-dicarboxilico) y el etilenglicol (etanodiol):

Poliamidas.

Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo cido y el amino con formacin de amidas.

Forman fibras muy resistentes. La poliamida ms conocida es el nailon 6,6 formado por la copolimerizacin del cido adpico (cido hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina:

Ejemplo (Selectividad. Madrid Junio 1994).La siguientes reacciones son las de obtencin de los polmeros: polister, neopreno y polietileno. a) Identifique a cada uno de ellos. b) Justifique si son polmeros de adicin o de condensacin;. c) Nombre cada uno de los grupos funcionales que aparecen en sus molculas. d) Dependen las propiedades de la longitud de la cadena? Y del grado de entrecruzamiento?

I. ...CH2=CH2 + CH2=CH2... ( CH2CH2CH2CH2

a) I = Polietileno, II = polister, III = neopreno

b) El polietileno y el neopreno son polmeros de adicin pues la masa molecular del polmero es un mltiplo exacto de la de los correspondientes monmeros, mientras que el nailon es de condensacin pues se elimina en cada unin una molcula de agua.

c) = (doble enlace) alqueno; OH hidroxilo (alcohol);COOH cido carboxlico; Cl haluro (cloruro); COOR (ster); C6H5 fenilo

d) El grado de entrecruzamiento influye mucho ms que la longitud de la cadena en las propiedades pues crea estructura tridimensional con multitud de nuevos enlaces que le dan consistencia al polmero.

Ejercicio A (Selectividad. Madrid Junio 1997).

Dadas las siguientes estructuras polimricas: policloruro de vinilo; tefln (tetrafluoretileno); cloropreno (neopreno); silicona y polister: I) (CH2CHCl)n; II) (CH2CCl=CHCH2)n; III) (ROOCRCOO)n; IV) (SiR2O)n ; V) (CF2CF2)n a) Asocie cada una de ellas con su nombre y escriba cuales son polmeros elastmeros y cuales termoplsticos. b)Enumerar, al menos un uso domestico o industrial de cada una de ellas. c) Seale al menos dos polmeros cuyo mecanismo de polimerizacin sea por adicin. (Polmeros naturales (() Caucho.

Polisacridos.

Almidn.

Celulosa.

Glucgeno.

Protenas.

cidos nucleicos.

Polisacridos.

Se forman por la condensacin de la glucosa en sus dos estados ciclados y .Si se condensa la glucosa se produce el disacrido maltosa y si se contina la polimerizacin se produce el almidn. Si se condensa la "glucosa se produce la celulosa. Las estructuras tridimensionales estn en: http://www.ehu.es/biomoleculas/HC/SUGAR34.htm.

Polipptidos y protenas.

Se producen por la condensacin de los aminocidos formando dos tipos de estructuras: una espiral llamada hlice y otra plana denominada estructura .

Imgenes tomadas de: (http://fai.unne.edu.ar/biologia/macromoleculas/structup.htm)

Polinucletidos y cidos nucleicos.

Se producen por la condensacin de nucletidos formados stos a su vez por la condensacin de cido fosfrico, un monosacrido (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (citosina, guanina, adenina, timina o uracilo).

El ADN se forma por la unin de dos cadenas de desoxirribonucletidos unidas por los puentes de hidrgeno que forman las distintas bases: adenina con timina y guanina con citosina. Con ello se forma una estructura de doble hlice en donde las bases nitrogenadas forman los peldaos de la misma.

Imgenes tomadas de: http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-1-3.html

Algunos enlaces interesantes:

http://lectura.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/072/htm/sec_7.htm http://www.ehu.es/biomoleculas/HC/SUGAR34.htm http://fai.unne.edu.ar/biologia/macromoleculas/structup.htm http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-1-3.htmlPOLMEROS

NATURALES(Celulosa, almidn)

SINTTICOS

PLSTICOS

FIBRAS(naylon, tergal)

ELASTMEROS(neopreno)

TERMOPLSTICOS(polietileno)

TERMOESTABLES(baquelita)

A

A

B

B

A

A

B

B

A

A

B

B

Alternado

A

A

B

B

A

A

B

B

B

A

A

A

En bloque

A

B

B

A

B

B

A

A

B

Al azar

A

B

A

A

A

B

B

A

A

B

B

A

A

A

Ramificado

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

CH2=CHCH=CH2 CH2CH=CHCH2 CH2CH=CHCH2CH2CH=CHCH2

CH2 CH2CH2 CH2CH2 CH2

Monmero:

CH3

|

CH2=CCH=CH2

Metil-1,3 butadieno (Isopreno)

Polmeros

:

CH3 H CH3 H CH3 H

\

/

\

/

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/

C=C

C=C

C=C

/

\

/

\

/

\

Cisisopreno (caucho natural)

CH2 H

\

/

C=C

/

\

\

/

C=C

/

\

\

/

C=C

/

\

Transisopreno

CH3 CH2CH2 H

CH3 CH2 CH2 H

CH3 CH2

Polimerizacin atctica

Polimerizacin isotctica

Polimerizacin sindiotctica

EMBED ISISServer

CH2OHCH2OH etanodiol (etilenglicol) ( CH2OHCH2OCH2CH2OH + H2O(...OCH2CH2OCH2CH2O... (polietilenglicol)

Imagen cedida por Ed. Santillana. Qumica 2 Bachillerato.

HOOC COOH + HOCH2CH2OH ( OC COOCH2CH2O + H2O

HOOC(CH2)4COOH + H2N(CH2)6NH2 ( OC(CH2)4CONH(CH2)6 NH + H2O

II. HOCH2 CH2OH + HOOC COOH ( H2O + CH2CH2OOC COOCH2CH2OOC COOIII. CH2 =CClCH=CH2 + CH2=CClCH=CH2 + (... CH2CCl=CHCH2CH2CCl=CHCH2 ...

AlmidnCelulosa

hlice

estructura

Nucletido

Polinucletido

Adenina (A)

Timina (T)

Guanina (G)

Citosina (C)

F. Javier Gutirrez Rodrguez

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