- Definir
el concepto de monómero y polímero
- Clasificar los polímeros considerando diferentes criterios
- Identificar las unidades monoméricas que
forman los polímeros naturales (proteínas,
ácidos nucleicos y polisacáridos) y
sintéticos ( PE, PS, PP, PVC,Teflón, Nylon, PET, etc) de mayor
relevancia.
Polímeros naturales y sintéticos
Es
difícil poder imaginar que exista alguna relación entre la clara del huevo, el
papel, un envase de bebida desechable y el material genético de una célula. Sin
embargo, si analizamos con detención la estructura de las moléculas que
conforman cada una de estas cosas, veremos que tienen rasgos comunes.
Todas
estas moléculas poseen una masa molecular muy alta, mayor a 10.000 unidades,
característica por la cual se llaman macromoléculas (de macro = grande).
Están
formadas por unidades estructurales que se repiten siguiendo, casi siempre, un
patrón determinado. Esta particularidad les confiere el nombre de polímeros
(del griego polis, “muchos, y meros,
“partes” ), donde cada unidad se conoce como monómero.
Basándonos
en estas características, reconocemos que los términos polímero y macromolécula
se usan para designar las mismas estructuras químicas. Pero es importante hacer
notar que no todas las macromoléculas son polímeros, por ejemplo las vitaminas,
lípidos, la clorofila, etc.
En
la naturaleza se encuentra una cantidad considerable de polímeros.
Algunos
se conocen desde la antigüedad, tales como el algodón, la seda y el caucho. Los polisacáridos, las
proteínas y los ácidos nucleicos son polímeros naturales que cumplen funciones
biológicas de extraordinaria importancia en los seres vivos y por eso se llaman
biopolímeros.
Los
polímeros naturales son aquellos que
proceden de los seres vivos.
Muchos
de los materiales que utilizamos están hechos de polímeros sintéticos, es
decir, macromoléculas creadas artificialmente en un laboratorio o en la
industria. El polietileno de los
envases plásticos, el poliuretano de
las zapatillas y el rayón de una
prenda de vestir son polímeros sintéticos.
Los
polímeros sintéticos son aquellos
que se obtienen por síntesis ya sea en una industria o en un laboratorio.
Los polímeros
semisintéticos se obtienen
por transformación de polímeros naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el
caucho vulcanizado, etc.
Entre
los polímeros naturales y sintéticos no hay grandes diferencias estructurales,
ambos están formados por monómeros que se repiten a lo largo de toda la cadena
De
acuerdo al tipo de monómeros que forman la cadena, los polímeros se clasifican
en:
homopolímeros
y copolímeros.
·
Homopolímeros: Son macromoléculas
formadas por la repetición de unidades monómeras idénticas. La celulosa y el
caucho son homopolímeros naturales. El polietileno y el PVC son homopolímeros
sintéticos.
·
Copolímeros. Son macromoléculas
constituidas por dos o más unidades monómeras distintas. La seda es un
copolímero natural y la baquelita, uno sintético.
Imagen Nº 1
El
puntapié inicial en la síntesis de polímeros fue en 1869, con la obtención de
un nuevo material a partir de la celulosa: el celuloide, y con ello, el
nacimiento del cine. Años más tarde, el descubrimiento de la estructura de la
seda, un polímero natural, permitió comprender sus asombrosas propiedades y
poder sintetizar la seda artificial, a la que se llamó nylon.
En
la actualidad, durante la fabricación de un polímero se pueden añadir
determinadas sustancias que mejoran las propiedades del polímero, por ejemplo,
aumentando su flexibilidad y resistencia; por ello los polímeros sintéticos
constituyen un continuo aporte de nuevos materiales con los que se pueden
fabricar multitud de objetos con propiedades diferentes.
Cuando
los monómeros se unen para ir conformando los polímeros pueden dar origen a
diferentes formas o estructuras de
polímeros
Los
polímeros se clasifican según su forma en lineales y ramificados. Entre los
polímeros ramificados se encuentran los que tienen formas de redes, estrellas y
dendritas.
El proceso por el que se
unen los monómeros se llama polimerización y puede llevarse a cabo por
adición o por condensación
Los polímeros de adición
se forman por la unión sucesiva de monómeros, que tienen uno o más enlaces
dobles y triples (enlaces insaturados)
En el proceso de
polimerización de este tipo se distinguen tres etapas: iniciación, propagación
y terminación (término)
Los polímeros de
condensación se forman por un mecanismo de reacción en etapas y se produce
cuando dos monómeros que poseen al menos dos grupos funcionales
(bifuncionales), reaccionan entre sí, liberando una molécula pequeña,
normalmente agua
Según el comportamiento
frente al calor los polímeros se pueden clasificar en termoplásticos y
termoestables, esta propiedad también puede depender de la forma o estructura
del polímero (lineal o ramificado). Estos
polímeros sintéticos pueden ser moldeados en
alguna de las fases de su elaboración.
Si un material puede fundirse y moldearse
varias veces, se habla de termoplástico; mientras que, si puede
hacerlo sólo una vez, se llama termoestable
Es frecuente clasificar los polímeros, según sus
propiedades físicas o el uso que tienen, en los siguientes grupos: plástico,resinas, cauchos y fibras
Algunos polímeros naturales y
sintéticos de relevacia
Proteínas: Son macromoléculas fundamentales en la estructura y
el funcionamiento celular. Están formadas por unidades monoméricas llamadas aminoácidos.
GUÍA DE EJERCICIOS # 1
1.
Indicar la diferencia entre un polímero natural y
sintético. Dar tres ejemplos de cada uno
2.
. Indicar el polímero resultante si se tienen los
siguientes monómeros:
a.
Etileno
b.
Cloruro de vinilo
c.
Estireno
d.
Tetrafluoroeteno
3.
¿Cuál es el monómero de las proteínas y qué
grupos funcionales contienen?
4.
Los polímeros sintéticos se pueden obtener por
adición o condensación.¿Cuáles son las diferencias entre estos dos tipos de
procesos de polimerización
5.
Indica cinco polímeros sintéticos de condensación
y al menos dos usos de cada uno de ellos.
6.
¿Cuál es la diferencia entre el caucho natural y
el caucho vulcanizado?
7.
La baquelita es uno de los primeros polímeros
sintéticos.¿ A partir de cuáles monómeros se sintetiza?
8.
¿Qué es un monómer? Dé tres ejemplos de
monómeros.
9.
¿Cuál de los siguientes polímeros artificiales se
clasifica (n) como homopolímeros? Polietileno, Poliestireno. Caucho natural,
nylon, teflón, poliéster.
10. Escribe el nombre del
polímero representado por las siguientes siglas: PP, PVC, PS, PET, PEAD.
11. ¿Cuál(es) de los
siguientes polímeros se clasifica(n) como homopolímeros? Polietileno,
poliestireno y caucho natural.
12. ¿Cuál es el monómero del
caucho natural?
13. ¿Cuál es la diferencia
entre el caucho natural y el caucho
vulcanizado?
14. ¿Qué diferencia se
establece entre los elastómeros y las fibras?.Indique dos ejemplos.
15. Averigua qué compuesto se
forma al unir una molécula de glucosa con otra de fructosa.
16. ¿La glucosa es un
monómero?. Explique
II.- Verdadero/Falso.
Justifique las falsas
1.
_____ Los polímeros sintéticos son por definición
biodegradables
2.
_____ Los polímeros de adición se forman por la
unión de monómeros por la vía del desprendimiento de una molécula de agua.
3.
_____ Los polímeros se clasifican en naturales y
sintéticos, según sus propiedades físicas.
4.
_____ Los aminoácidos son los monómeros de los
carbohidratos
5.
_____ Un polímero natural es una macromolécula
formada por unidades repetitivas llamadas monómeros.
6.
_____ La ausencia de los ácidos nucleicos haría
imposible la conservación de la vida en la Tierra.
- _____ Los
carbohidratos y proteínas son considerados biopolímeros
- _____ Las
proteínas son polímeros de aminoácidos
9
_____
La mayor parte de los polímeros naturales provienen del petróleo
10
_____ Los polímeros son macromoléculas
constituidas por muchas unidades llamadas monómeros
11
_____ Los monómeros se unen entre sí a través
de enlaces iónicos
12
_____ La baquelita es un polímero de adición
ya que resulta de la reacción entre el fenol y el formaldehido.
13
_____De acuerdo a su origen los polímeros
pueden clasificarse en polímeros naturales y polímeros sintéticos
14._____ Los
polímeros de condensación se forman por la unión sucesiva de monómeros que
presentan una o más instauraciones.
15_____ Los
carbohidratos son polímeros sintéticos y sus unidades monoméricas son los
aminoácidos.
16_____El
nylon es un polímero sintético, se forma a partir de dos monómeros
17_____La polimerización puede llevarse
a cabo de dos maneras diferentes: por adición y por condensación
18_____El
poliestireno se obtiene por la
polimerización del eteno.
19_____El
almidón y la celulosa son ejemplo de proteínas.
20_____La polimerización es el proceso
de formación de moléculas de masa molar muy alta a partir de unidades pequeñas
21_____Un
homopolímero se diferencia de un copolímero por la cantidad de unidades
monoméricas.
III.- Elabore un mapa conceptual considerando los
diferentes criterios de clasificación de los polímeros e indique ejemplos en
cada caso y en lo posible señale los monómeros que forman a dichos polímeros.
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