Polimerización por adición: monómeros que se unen en una cadena de polímero (PE, PP, PVC, PTFE, PS)
QuímicaBiomoléculas y polímerosEdades 17–18
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Moléculas de monómero con un doble enlace C=C (etileno, propileno, cloruro de vinilo, tetrafluoroetileno, estireno) se mueven libremente; durante la polimerización el enlace π se abre y cada monómero se une al extremo de la cadena que crece. Los estudiantes cuentan las unidades repetidas n, ven la ecuación n CH₂=CHX → (–CH₂–CHX–)n y la masa molar del polímero M = n × M(monómero). Una pestaña Mecanismo radicalario muestra la iniciación con un peróxido, la propagación y la terminación con flechas de media punta, y permite cambiar la concentración de iniciador para ver cómo cambia la longitud media de cadena.
Lección: Concepto y estructura de los polímeros; polimerización por adición; materiales poliméricos (plásticos)
Qué muestra
La polimerización por adición une muchas moléculas pequeñas de monómero en una cadena muy larga. Cada monómero debe tener un doble enlace C=C: el enlace π se rompe y se forma un enlace σ nuevo con el monómero siguiente, sin liberar ninguna molécula pequeña, así que la masa molar del polímero es n veces la del monómero. Muchos polímeros de adición se fabrican por una reacción en cadena de radicales libres: un iniciador peróxido se rompe en radicales (iniciación), un radical suma monómero tras monómero (propagación) y dos radicales se combinan (terminación). Más iniciador significa más radicales a la vez, así que cada cadena se detiene antes y la cadena media es más corta.
Cómo usarla
En Crecimiento de cadena, elige un Monómero y pulsa Polimerizar para ver cómo se unen las unidades mientras se actualizan la ecuación y la masa molar. En Mecanismo radicalario, fija la Concentración de iniciador y pulsa Iniciar: el panel muestra cada paso con flechas de media punta y el histograma reúne las longitudes de las cadenas terminadas. Cada serie terminada se añade a la tabla para comparar concentraciones distintas.
Parámetros que puedes cambiar
- Monómero Etileno CH₂=CH₂ → PE, Propileno CH₂=CH–CH₃ → PP, Cloruro de vinilo CH₂=CHCl → PVC, Tetrafluoroetileno CF₂=CF₂ → PTFE, Estireno CH₂=CH–C₆H₅ → PS
- Número de unidades n a unir 3–30
- Velocidad de unión 0,5–4 unidades/s
- Señalar grupos sustituyentes
- Vista Crecimiento de cadena, Mecanismo radicalario
- Concentración de iniciador 1–16 mmol/L
Preguntas para explorar
- ¿Qué característica estructural debe tener un monómero para participar en una polimerización por adición?
- Una muestra de polietileno tiene una masa molar de 28 000 g/mol. ¿Cuál es su grado de polimerización n?
- ¿Cuál es la unidad repetitiva del PVC y cómo se relaciona con la estructura del cloruro de vinilo?
- ¿Qué ocurre en las etapas de iniciación, propagación y terminación de la polimerización radicalaria?
- ¿Por qué una concentración de iniciador mayor da cadenas de polímero más cortas?
