Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Laboratorio de Química Básica

Practica no. 5:

Obtención de una resina

Fenólica

Profesora:

Montes Servín Alejandra

Alumnos:

Martínez López Rubén

Reyes Reyes José Francisco

Olmos Balderas Iván

López Rodríguez Axel Iván

Grupo: IE4M

Fecha de entrega:

17 de noviembre de 2010

PRACTICA NO. 5

OBTENCIÓN DE UNA RESINA FENOLICAOBJETIVO: el alumno conocerá un proceso de polimerización

Consideraciones teóricas:

Los polímeros son moléculas muy grandes que se preparan enlazando muchas moléculas pequeñas que se llaman monómeros. Por ejemplo, el polietileno (plástico que se utiliza para envoltura de alimentos) se prepara enlazando una gran cantidad de unidades monómeras

CH₂CH₂ para producir un hidrocarburo de forma general

Términos macromoleculares

A las moléculas con masas superiores a 10000 uma se les conoce como macromoléculas.

Cuando una macromolécula se obtiene al repetirse un patrón de átomos a lo largo de la misma, se obtiene un polímero

El compuesto con una sola repetición de dicho patrón de átomos y a partir de la cual se constituye un polímero, es un monómero

Si para la obtención de un polímero se utilizan dos o más monómeros distintos, el resultado se conoce como copolimero

Cuando un polímero fluye y acepta ser moldeado, extruido o laminado, se le denomina plástico

Hay dos tipos de plásticos: los termoestables, que no pueden ser suavizados o remoldeados mediante calentamiento, y los termoplásticos, que si admiten su procesamiento

Propiedades de los polímeros:

1) El grado de polimerización. Un polímero con una cadena de 10 átomos de carbono es, obviamente, diferente de uno en el que la cadena es de 10 000 átomos. Las cadenas largas son más fuertes ya que son más fibrosos que las cadenas cortas.

2) El grado de cristalinidad. Una cadena polimérica puede visualizarse como una tira de espagueti que se puede doblar de muchas y variadas maneras: es amorfa. Sin embargo es posible, ordenar estas cadenas, al menos parcialmente, para obtener zonas cristalinas.

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3) El grado de reticulacion o entrecruzamiento. La reticulacion se presenta cuando unas cadenas están unidas a otras por fuertes enlaces. Con esto el polímero adquiere gran rigidez, por ejemplo, la vulcanización del hule.

4) El grado de rigidez que presentan las cadenas poliméricas.

Muchas sustancia que existen en la naturaleza son polímeros; por ejemplo el hule, el algodón, el almidón y los ácidos nucleicos. Los polímeros hachos por el hombre incluyen materiales tan conocidos como: la baquelita, el Melmac, el Nylon, el Dacron, el teflón y el cloruro de polivinilo (PVC).

Los polímeros se pueden separar por adición directa de sus unidades monómeras (para formar un polímero de adición) o por condenación en la cual se pierde una molécula pequeña cuando se unen los monómeros, (formando un polímero de condensación).

También se puede llevar a cabo la formación de los enlaces entre moléculas contiguas. En este caso, entre mayor sea el grado de entrecruzamiento entre las hileras paralelas de moléculas polimétricas, mas fuerte será el material. Por ejemplo, la baquelita debe su dureza al entrecruzamiento tridimensional de los enlaces covalentes en el polímero.

características Ejemplos Usos

Flexible y transparente Polietileno Bolsas

Redes amorfas de cadenas cruzadas Fenol formaldehido Cubiertas de radio y tv

Cadenas rígidas Poli- fenileno Aislantes térmicos

Zonas cristalinas dentro de redes amorfas Acetato de celulosa Películas

Entrecruzamiento moderado con algo de cristalinidad

Neopreno resistentes a la gasolina

Mangueras

Cadenas rígidas parcialmente entrecruzadas

Resinas epoxicas Pegamentos

Zonas cristalinas con cadenas rígidas parcialmente entrecruzadas

Materiales fuertes y resistentes al calor

En casas y vehículos

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Material:

1 vado de precipitados de 600 cc2 vasos de precipitados de 100 cc.1 termómetro 1 agitador 1 pipeta de 5 cc.1 pinza universal.2 asas de alambre de cobre 1 mechero, anillo, y tela de alambre con asbesto

Reactivos:

Resorcinol Ácido clorhídrico Hidróxido de sodio Formaldehido

PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO I.

Pese 2 gramos de Resorcinol y colóquelos en un vaso de 100 cc. Agregue 3 cc. De formaldehido. Coloque el vaso en baño María (vaso de precipitados de 600 cc.), caliente manteniendo la temperatura del baño a 50 °C hasta que se hayan disuelto todos los cristales de Resorcinol. Agite la solución mientras se están disolviendo los cristales. Retire el agitador y en su lugar utilice un asa de cobre. Caliente el baño María hasta 70 °C (no sobrecaliente). Mantenga esta temperatura por 10 minutos. Retire el vaso del baño María y déjelo enfriar. Cuando la mezcla se haya enfriado, agregue gota a gota hidróxido de sodio (6 M) lentamente hasta que se efectué la reacción (use alambre para extraer el plástico del vaso). Examine el producto.

Para la realización de esta práctica, como se menciona en el procedimiento, se agregaron los 2 gramos de Resorcinol en el vaso de precipitados, para después ponerle el formaldehido, o que se podía ver en esta etapa es que el Resorcinol de decantaba, mientras que el formaldehido (de color transparente, mejor dicho sin color) permanecía intacto, es decir no se mezclaba con el Resorcinol.

Cuando se sumerge a baño maría el vaso que contiene tanto al resinol, como al formaldehido, y se comienza a calentar, no fue necesario que se llegara a la temperatura indicada por la práctica; solo basto con alrededor de 40 °C para que el Resorcinol comenzara a fundirse y mezclarse con el formaldehido, dejando la mezcla de igual manera como si no tuviera el Resorcinol (es decir, sin color).

Lo que si se siguió al pie de la letra como lo indica l desarrollo practico, fue el mantener la mezcla a temperatura constante (70 °C) para que se obtuviera el plástico, lo que hacíamos era alejar y acercar del mechero la mezcla para que se mantuviera a esa temperatura aproximadamente; ya que variaba por ± 1 °C.

Al haber transcurrido los 10 minutos indicados en la práctica, se procedió a retirar del fuego el vaso que se encontraba en baño maría y se colocaron unas gotas de hidróxido de sodio (el cual es una base), gota a gota, por las paredes del vaso, para que la distribución fuera uniforme.

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Se tuvieron que agregar entre 5 y 6 gotas de hidróxido de sodio para que la reacción se pudiera completar y formar una especie de plástico de color amarillento con tintes color cafe, naranja y naranja oscuro

PROCEDIMIENTO II

Pese 2 gramos de Resorcinol y colóquelos en un vaso de 100 cc. Agregue 3 cc. De formaldehido. Coloque el vaso en baño María (vaso de precipitados de 600 cc.), caliente manteniendo la temperatura del baño a 50 °C hasta que se hayan disuelto todos los cristales de Resorcinol. Agite la solución mientras se están disolviendo los cristales, como en el procedimiento “A”. Retire el vaso de 100 cc. del baño maría y coloque un asa de alambre de cobre. Con precaución agregue ácido clorhídrico concentrado gota a gota (con un gotero) hasta que se realice la reacción. Examine el producto (use el asa de alambre para extraer el plástico del vaso).

Se realizó prácticamente todo el desarrollo del experimento anterior, con excepción de que esta vez al final no se agregó el hidróxido de sodio, si no ácido clorhídrico (un ácido fuerte), a diferencia del experimento anterior, en este solo basto con 3 gotas (esto fue exagerando) de dicho acido para que reaccionara completamente la sustancia y formar un plástico de color entre morado, y morado obscuro.

CUESTIONARIO

1. ¿Qué es un polímero?

Es un compuesto molecular que se distingue por tener una masa molar grande, que abarca de miles a millones de gramos, por estar formada por muchas unidades repetidas.

2. Explique que es la reacción de poli condensación

Reacción en la cual se obtiene un polímero a partir de que se pierde una molécula pequeña cuando se unen monómeros

3. ¿Qué características presenta el producto obtenido en el procedimiento I?

Que se crea un plástico de color naranjado, con tonos rojizos y que al acercarlo al fuego se comienza a carbonizar o a quemarse, además, es un material bastante resistente, además de que tenía una textura uniforme y lisa

4. ¿Qué características presenta el producto obtenido en el procedimiento II?

El plástico de este experimento fue de un color distinto (morado o parecido al color rosa mexicano) y en características era similar al del experimento 1: textura lisa, y se carbonizaba con el fuego.

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5. ¿Qué tipo de plástico se formó en cada uno de los procedimientos?

Para ambos se formó un plástico de tipo termofijo, ya que estos se carbonizan por el contacto con el fuego. Este plástico es conocido como baquelita.

Conclusiones

Con esta práctica conocimos la manera en cómo se realizan los polímeros, que son y cuál es su importancia en nuestra vida cotidiana, pues los usamos para vestir y en algunos casos, los comemos también. También conocimos métodos que nos permiten realizar un cierto tipo de plástico agregando distintas sustancias (ácido o base) y que de estas depende la velocidad de la reacción para la obtención del plástico, además de que cambia algunas de las propiedades que podemos ver como el color.

Bibliografía:

Química, Chang Raymond, 7ma. edición editorial Mc Graw-Hill, pp 978

Química básica , principios y estructura, Brady, editorial limusa, pp 881,882 884

Química, Chamizo, Pearson educación, pp 503, 509-511

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