Polimerização por adição: monômeros formando a cadeia do polímero (PE, PP, PVC, PTFE, PS)
QuímicaBiomoléculas e polímerosIdades 17–18
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Moléculas de monômero com uma ligação dupla C=C (etileno, propileno, cloreto de vinila, tetrafluoroetileno, estireno) se movem livremente; durante a polimerização a ligação π se abre e cada monômero se une à ponta da cadeia que cresce. Os estudantes contam as unidades repetidas n, veem a equação n CH₂=CHX → (–CH₂–CHX–)n e a massa molar do polímero M = n × M(monômero). Uma aba Mecanismo radicalar mostra a iniciação por um peróxido, a propagação e a terminação com setas de meia ponta, e permite mudar a concentração de iniciador para ver o comprimento médio da cadeia mudar.
Aula: Conceito e estrutura dos polímeros; polimerização por adição; materiais poliméricos (plásticos)
O que mostra
A polimerização por adição une muitas moléculas pequenas de monômero em uma cadeia muito longa. Cada monômero deve ter uma ligação dupla C=C: a ligação π se rompe e uma nova ligação σ se forma com o monômero seguinte, sem liberar nenhuma molécula pequena, então a massa molar do polímero é n vezes a do monômero. Muitos polímeros de adição são feitos por uma reação em cadeia de radicais livres: um iniciador peróxido se quebra em radicais (iniciação), um radical adiciona monômero após monômero (propagação) e dois radicais se combinam (terminação). Mais iniciador significa mais radicais ao mesmo tempo, então cada cadeia para antes e a cadeia média fica mais curta.
Como usar
Em Crescimento da cadeia, escolha um Monômero e aperte Polimerizar para ver as unidades se unirem enquanto a equação e a massa molar se atualizam. Em Mecanismo radicalar, ajuste a Concentração de iniciador e aperte Iniciar: o painel mostra cada etapa com setas de meia ponta e o histograma reúne os comprimentos das cadeias terminadas. Cada rodada terminada vai para a tabela, para comparar concentrações diferentes.
Parâmetros que você pode mudar
- Monômero Etileno CH₂=CH₂ → PE, Propileno CH₂=CH–CH₃ → PP, Cloreto de vinila CH₂=CHCl → PVC, Tetrafluoretileno CF₂=CF₂ → PTFE, Estireno CH₂=CH–C₆H₅ → PS
- Número de unidades n a unir 3–30
- Velocidade de união 0,5–4 unidades/s
- Indicar grupos substituintes
- Visualização Crescimento da cadeia, Mecanismo radicalar
- Concentração de iniciador 1–16 mmol/L
Perguntas para explorar
- Que característica estrutural um monômero precisa ter para participar da polimerização por adição?
- Uma amostra de polietileno tem massa molar de 28 000 g/mol. Qual é o seu grau de polimerização n?
- Qual é a unidade de repetição do PVC, e como ela se relaciona com a estrutura do cloreto de vinila?
- O que acontece nas etapas de iniciação, propagação e terminação da polimerização radicalar?
- Por que uma concentração maior de iniciador dá cadeias de polímero mais curtas?
