MACROMOLÉCULAS
Unidad 10
1
2
Contenidos (1).
1.– Tipos de polímeros según su procedencia,
composición, estructura y comportamiento
frente al calor.
2.– Copolimeización
3.– Tipos de polímerización:
3.1. Adición.
3.2. Condensación.
4.– Principales polímeros de adición: (Polietileno,
PVC, poliestireno…)
2
Contenidos (2).
5.– Estructura molecular de los polímeros
3
.
4.1. Polímerización cis-trans. Caucho.
3.2. Estereopolimerización.
6.–
Tipos de polímeros de condensación:
(politelienglicol,
siliconas,
baquelita,
poliésteres, poliamidas (Nailon).
7.– Biopolímeros (Carbohidratos, proteínas y
ácidos nucleicos.
3
4
Vídeo qt
Polímeros o macromoléculas
• Son moléculas muy grandes, con una masa
molecular que puede alcanzar millones de UMAs
que se obtienen por la repeticiones de una o más
unidades simples llamadas “monómeros” unidas
entre sí mediante enlaces covalentes.
• Forman largas cadenas que se unen entre sí por
fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o
interacciones hidrofóbicas y por puentes
covalentes.
4
5
Tipos de macromoléculas
• Naturales:
– Caucho
– Polisacáridos.
• Almidón.
• Celulosa.
– Proteínas.
– Ácidos nucleicos
• Artificiales:
– Plásticos
– Fibras textiles
sintéticas
– Poliuretano
– Baquelita
5
6
Tipos de polímeros
• Según su composición:
– Homopolímeros
Un sólo monómero
– Copolímeros
Dos o más monómeros
• Por su comportamiento
ante el calor:
– Termoplásticos
Se reblandecen al calentar
y recuperan sus
propiedades al enfriar.
• Según su estructura:
– Termoestables
– Lineales
Se endurecen al ser
– Ramificados
enfriados de nuevo por
Si algún monómero se puede
formar nuevos enlaces.
unir por tres o más sitios.
6
7
Polímeros según su naturaleza
POLÍMEROS
NATURALES
SINTÉTICOS
(Celulosa, almidón)
PLÁSTICOS
TERMOPLÁSTICOS
TERMOESTABLES
(Polietileno)
(Baquelita)
FIBRAS
ELASTÓMEROS
(Naylon, tergal)
(Neopreno)
7
Propiedades de los polímeros
sintéticos.
• Plásticos.
– Termoplasticos: se moldean en caliente de forma
repetida.
– Termoestables: una vez moldeados en caliente,
quedan rígidos y no pueden volver a ser moldeados.
• Fibras.
– Se pueden tejer en hilos (seda).
• Elastómeros.
– Tienen gran elasticidad por lo que pueden estirarse
varias veces su longitud (caucho).
8
8
10
Tipos de polimerización.
• Adición.
– La masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la masa molecular del monómero.
• Condensación.
– Se pierde en cada unión de dos monómeros una
molécula pequeña, por ejemplo agua.
– Por tanto, la masa molecular del polímero no es
un múltiplo exacto de la masa molecular del
monómero.
10
11
Reacción de adición.
• Iniciación:
CH2=CHCl + catalizador
·CH2–CHCl·
• Propagación o crecimiento:
2 ·CH2–CHCl·
·CH2–CHCl–CH2–CHCl·
• Terminación:
– Los radicales libres de los extremos se unen a
impurezas o bien se unen dos cadenas con un
terminal neutralizado.
11
12
Polímeros de adición.
• MONÓMEROS
–
–
–
–
–
–
–
Eteno
Propeno
cloroeteno
tetraflúoreteno
propenonitrilo
butadieno
fenileteno
– metacrilato de metilo
– 2-clorobutadieno
• POLÍMEROS
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Polietileno
Polipropileno
policloruro de vinilo
teflón
poliacrilonitrilo
polibutadieno
poliestireno
polimetilmetacrilato
12
neopreno
Estructura y usos de algunos
polímeros de adición (1)
13
MONÓMERO POLÍMERO
USOS PRINCIPALES
CH2=CH2
–CH2–CH2–CH2–CH2– Bolsas, botellas, juguetes...
etileno
CH2=CH–CH3
propileno
polietileno
–CH2–CH–CH2–CH– Películas, útiles de cocina,
|
|
CH3
CH3 aislante eléctrico...
polipropileno
–CH2–CHCl–CH2–CHCl– Ventanas, sillas, aislantes.
cloruro de vinilo policloruro de vinilo
CH2=CHCl
CH2=CH
estireno
–CH2–CH–CH2–CH– Juguetes, embalajes
aislante térmico y acústico.
poliestireno
13
Estructura y usos de algunos
polímeros de adición (2)
MONÓMERO
CF2=CF2
tetraflúoretileno
POLÍMERO
–CF2–CF2–CF2–CF2–
PTFE (teflón)
14
USOS PRINCIPALES
Antiadherente, aislante...
CH2=CCl–CH=CH2 –CH2–CCl=CH–CH2– Aislante térmico,
2-clorobutadieno
cloropreno o neopreno neumáticos...
CH2=CH–CN
acrilonitrilo
CH3
|
CH2=C–COOCH3
–CH2–CH–CH2–CH–
|
|
CN
CN
poliacrilonitrilo
Tapicerías, alfombras
tejidos...
CH3
CH3
Muebles, lentes y equipos
|
|
–CH2–C—CH2—C—
ópticos
|
|
COOCH3 COOCH3
14
metacrilato de metilo PMM (plexiglás)
15
Ejemplo: Una muestra de polibutadieno tiene
una masa molecular media aproximada de
10000 UMAs ¿Cuántas unidades de monómero
habrá en la muestra?
• CH2=CH–CH=CH2
·CH2–CH=CH–CH2·
·CH2–CH=CH–CH2–CH2–CH=CH–CH2·
• Masa molecular monómero: 4·12 + 6·1 = 54 UMA
n = 10000/54 = 185
15
16
Polimerización cis–trans
Monómero:
CH3
|
CH2=C–CH=CH2
metil 1,3 butadieno
(isopreno)

Polímero:
CH3 H
CH3 H
CH3 H
\
/
\ /
\
/
C=C
C=C
C=C
/
\
/
\
/
\
–CH2 CH2–CH2 CH2–CH2 CH2–
Cis–isopreno (caucho natural)
16
17
Polimerización cis–trans
CH3
|
CH2=C–CH=CH2 metil 1,3 butadieno (isopreno)

–CH2 H
\
/
C=C
/ \
CH3 CH2–CH2 H
\
/
C=C
/
\
CH3 CH2–CH2 H
\
/
C=C
/
\
Trans–isopreno
CH3 CH2–
17
18
Polímerización estereoespecífica.
CH 3
H
CH 3
CH 3
H
H
H
H
H
CH 3
Atáctica
H
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
H
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
H
H
H
H
H
H
H
H
Isotáctica
Uso de estereocatalizadores (TiCl4)
CH 3
H
CH 3
H
CH 3
H
CH 3
H
Sindiotáctica
H
CH 3
H
CH 3
H
CH 3
H
CH 3
18
19
Principales polímeros de
condensación.
• Homopolímeros:
– Polietilenglicol
– Siliconas.
• Copolímeros:
– Baquelitas.
– Poliésteres.
– Poliamidas.
19
20
Polímeros de condensación:
Polietilenglicol.
• Suele producirse por la pérdida de una
molécula de agua entre 2 grupos (OH)
formándose puentes de oxígeno.
• CH2OH–CH2OH etanodiol (etilenglicol)

• CH2OH–CH2–O–CH2–CH2OH + H2O

• ...–O–CH2–CH2–O–CH2–CH2–O...
(polietilenglicol)
20
Polímeros de condensación:
Siliconas
• Proceden de monómeros del tipo R2Si(OH)2
• Se utiliza para sellar juntas debido a su carácter
hidrofóbico.
© Ed. Santillana.
Química 2º Bachillerato.
21
21
22
Polímeros de condensación:
La baquelita
• Se produce por copolimerización por
condensación del fenol y el metanal.
• Se utiliza como cubierta en diferentes
electrodomésticos, como televisores...
OH
OH
OH
+
+
HC H O
H
C H2 O H
+
C H2 O H
22
23
Polímeros de condensación:
La baquelita
OH
OH
H2
C
OH
H2
OH
CH 2
H2
C
OH
CH 2
C
CH 2
CH 2
CH 2
OH
C
H2
CH 2
OH
23
Copolímeros de condensación:
Poliésteres
• Se producen por sucesivas reacciones de esterificación
(alcohol y ácido)
• Forman tejidos.
• El más conocido es el “tergal” formado por ácido
tereftálico (ácido p-benceno dicarboxilico) y el
etilenglicol (etanodiol).
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
24
24
Copolímeros de condensación:
Poliamidas
• Se producen por sucesivas reacciones entre el grupo
ácido y el amino con formación de amidas.
• Forman fibras muy resistentes.
• La poliamida más conocida es el nailon 6,6 formado
por la copolimerización del ácido adípico (ácido
hexanodioico) y la 1,6-hexanodiamina
25
© Ed Santillana. Química 2º Bach
25
Cuestión
Selectividad
(Junio 94)
Ejemplo: La siguientes reacciones son las de
26
obtención de los polímeros: poliéster, neopreno y
polietileno. a) Identifique a cada uno de ellos. b) Justifique si
son polímeros de adición o de condensación;. c) Nombre cada
uno de los grupos funcionales que aparecen en sus moléculas.
d) ¿Dependen las propiedades de la longitud de la cadena? ¿Y
del grado de entrecruzamiento?
I. ...CH2= CH2 + CH2= CH2...  –CH2–CH2–CH2–CH2–
II. HOCH2 –CH2OH +HOOC–
–CH2–CH2–OOC–
–COOH  H2O +
–COO–CH2–CH2–OOC–
III. CH2 =CCl–CH=CH2 + CH2=CCl–CH=CH2 + ... 
... –CH2–CCl=CH–CH2–CH2–CCl=CH–CH2– ...
–COO–
26
Cuestión
Selectividad
(Junio 94)
•
•
•
•
27
Solución
a) I = Polietileno, II = poliéster, III = neopreno
b) El polietileno y el neopreno son polímeros de adición
pues la masa molecular del polímero es un múltiplo
exacto de la la delos correspondientes monómeros,
mientras que el nailon es de condensación pues se
elimina en cada unión una molécula de agua.
c) = (doble enlace)  alqueno; –OH  hidroxilo
(alcohol); –COOH  ácido carboxílico;
–Cl  haluro (cloruro); –COOR (éster); fenilo  –
d) El grado de entrecruzamiento influye mucho más
que la longitud de la cadena en las propiedades pues
crea estructura tridimensional con multitud de nuevos
27
enlaces que le dan consistencia al polímero.
Cuestión
Selectividad
(Junio 97)
Ejercicio: Dadas las siguientes estructuras
28
poliméricas: policloruro de vinilo; teflón
(tetrafluoretileno); cloropreno (neopreno); silicona y poliéster.
(–CH2–CH–)n; (–CH2–C=CH–CH2–)n ; (R–O–C–R–C–O–)n ;


Cl (I)
R

Cl
(II)


O
O (III)
F F


(–Si–O–)n ; (–C–C–)n



R (IV)
F F (V)
a) Asocie cada una de ellas con su nombre y escriba cuales son
polímeros elastómeros y cuales termoplásticos. b) Enumerar, al
menos un uso domestico o industrial de cada una de ellas.
c) Señale al menos dos polímeros cuyo mecanismo de
polimerización sea por adición.
28
29
Solución
a) I = policloruro de
vinilo (termoplástico)
II = cloropreno
(elastómero)
III = poliéster
b) Tuberías
neumáticos
tejidos
c)
IV = silicona
sellador antihumedad
V = teflón.
recubrimientos
antiadherentes
29
30
Polímeros naturales
• Caucho.
• Polisacáridos. (Se forman por la condensación de
la glucosa en sus dos estados ciclados α y β).
– Almidón: por condensación dela “α-glucosa”
– Celulosa: por condensación dela “β-glucosa”
• Proteínas. Se producen por la condensación de los
aminoácidos formando dos estructuras:
– “α-hélice”: Estructura espiral
– “estructura β”: Estructura plana
• Ácidos nucleicos. Se producen por la
condensación de nucleótidos.
30
31
Polisacáridos.
• Condensación de
 glucosa (almidón)
• Condensación de
 glucosa (celulosa)
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
31
32
Estructura β
Estructura 
Polipéptidos (proteínas)
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
32
33
Estructura de un
polinucleótido
Cada nucleótido
se forma por la
condensación de
ácido fosfórico, un
monosacárido
(ribosa o
desoxirribosa) y
una base
nitrogenada
(citosina, guanina,
adenina, timina o
uracilo).
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
33
34
Estructura del ADN.
• Citosina (C) Guanina (G)
• Adenina (A) Timina (T)
© Ed Santillana. Química 2º Bach.
34
Descargar

Presentación Powerpoint