Polimeros

Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión covalente de pequeñas unidades moleculares conocidas como monómeros. Estas macromoléculas pueden estar formadas por un único tipo de monómero, y se denominan homopolímeros, o por varios tipos de monómeros, en cuyo caso se conocen como copolímeros. El número de moléculas de monómero que componen esta cadena es su grado de polimerización. Tanto los homopolímeros como los copolímeros pueden ser lineales, ramificados o reticulados. Los copolímeros, además, pueden clasificarse, según la forma en que se organicen las diferentes unidades monoméricas, en: al azar, alternantes, en bloque o de injerto.

Los polímeros poseen, en general, la ventaja de permitir manipulaciones química y física para adquirir diversas formas y propiedades. Los elevados pesos moleculares de su estructura química son responsables de la resistencia de los plásticos a la biodegradación.

Dependiendo de su origen, pueden ser naturales o sintéticos. Los polímeros naturales, también conocidos como biopolímeros, se forman durante los ciclos de crecimiento y vida de los organismos. Los homopolímeros naturales más conocidos son el caucho, el almidón y la celulosa. Entre los copolímeros, cabe destacar las proteínas y, entre ellas, la lana y la seda. Es posible hacer modificaciones químicas a estas macromoléculas con el fin de obtener productos con propiedades diferentes (transformación de la celulosa en papel), pero sólo permiten un número limitado de modificaciones sin que se destruyan sus estructuras esenciales. Esta limitación llevó a pensar en la creación de nuevos materiales poliméricos obtenidos por síntesis a partir de pequeñas moléculas reactivas.

Los polímeros sintéticos se empezaron a obtener a principios del siglo pasado. El alemán Hermann Staudinger fue pionero en este campo y, por su trabajo, recibió el premio Nobel en 1953. Estas nuevas sustancias poseen estructuras esenciales más fuertes y permiten un gran número de modificaciones, por lo que se puede experimentar con ellas hasta encontrar el producto con las características deseadas. Como ejemplos de homopolímeros sintéticos se pueden destacar el nylon, polietileno, teflón, cloruro de polivinilo (PVC) y, entre los copolímeros, el formado por el ácido poliglicólico y el ácido láctico.

Los polímeros también se pueden dividir en biodegradables y no biodegradables. El término fue definido de forma general por Chandra y Rustgi (1998) como un proceso por el cual bacterias, hongos, levaduras y sus enzimas consumen una sustancia polimérica como una fuente de alimento tal que su forma original desaparece. Es un proceso relativamente rápido bajo las condiciones apropiadas de humedad, pH, temperatura y oxígeno disponible. El principal requisito de los polímeros biodegradables es que contengan grupos lábiles en sus cadenas que puedan romperse fácilmente por acción de un agente externo de naturaleza física o química. Así, la mayoría tiene, en sus cadenas poliméricas, grupos funcionales hidrolíticamente inestables: éster, anhídridos, amida, etc.

Práctica # 1 Obtención de Etileno

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL NAUCALPAN

PRACTICA: OBTENCION DEL ETILENO

EQUIPO: 5

QUIMICA IV

INTEGRANTES: 

GODINEZ ZAMBRANO  CARLOS

RAMIREZ GARCIA ARANZAZU

                                                                                                                                                                                                                                                                                                              RIVERA DE ANDA MIRIAM

VARGAS REYES EDUARDO YAIR

Grupo: 610

FECHA DE ENTREGA: 14  de Marzo de 2012

PROFESOR: OSVALDO GARCIA

 

OBJETIVO

Obtener etileno, por medio de diferentes experimentos, ocupando alcohol, y sustancias como los es el Agua de Bromo y el Acido Sulfúrico, en algunos casos utilizando energía y el proceso de combustión, que sirvan para comprobar que en verdad se adquiere etileno.

MARCO TEORICO

El etileno o eteno es un compuesto químico orgánico formado por dos átomos de carbono enlazados mediante un doble enlace. Es uno de los productos químicos más importantes de la industria química. Se halla de forma natural en las plantas.

Peso Molecular

·       Peso Molecular  : 28.054 g/mol

Fase Sólida

·       Punto de fusión  : -169.2 °C

·       Calor latente de fusión (1,013 bar, en el punto triple) : 119.37 kJ/kg

Fase líquida

• Densidad del líquido (1.013 bar en el punto de ebullición) : 567.92 kg/m³
• Equivalente Líquido/Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 482 vol/vol
• Punto de ebullición (1.013 bar) : -103.8 °C
• Calor latente de vaporización (1.013 bar en el punto de ebullición) : 482.86 kJ/kg
• Presión de vapor (a 5 °C o 41 °F) : 47.7 bar

Punto Crítico

• Temperatura Crítica  : 9.5 °C
• Presión Crítica  : 50.76 bar

Fase gaseosa

• Densidad del gas (1.013 bar en el punto de ebullición) : 2.085 kg/m³
• Densidad del Gas (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 1.178 kg/m³
• Factor de Compresibilidad (Z) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 0.9935
• Gravedad específica (aire = 1) (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 0.974
• Volumen Específico (1.013 bar y 21 °C (70 °F)) : 0.862 m³/kg
• Capacidad calorífica a presión constante (Cp) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 0.042 kJ/(mol.K)
• Capacidad calorífica a volumen constante (Cv) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 0.034 kJ/(mol.K)

• Razón de calores específicos (Gama:Cp/Cv) (1.013 bar y 15 °C (59 °F)) : 1.242623

Misceláneos

• Solubilidad en agua (1.013 bar y 0 °C (32 °F)) : 0.226 vol/vol
• Temperatura de Autoignición  : 425 °C

Fórmula molecular del ETILENO

CH2=CH2

Apariencia del ETILENO

Gas incoloro.

HIPOTESIS

 Se cree que al añadir alcohol (Ch3Ch2OH) y Acido Sulfúrico (H2SO4), con un poco de energía se obtendrá el etileno, al momento de comprobar con el Agua de Bromo y el Permanganato de Potasio (KMnO4), como ambos son de un color especial, si en verdad se obtuvo etileno, hará que estas sustancias se pongan en un aspecto transparente.        

MATERIALES	SUSTANCIAS
o   Matrazquitasato  con manguera con punta de vidrio	·      Alcohol Etílico
·      Vidrio de reloj	·      Acido sulfúrico
·      Parrilla	·      Carbonato de Calcio (CaO3)
·      Termómetro	·      Piedras de Ebullición
·      Cuba hidroneumática	·      Agua de Bromo
·      Probeta	·      Permanganato de Potasio (KMnO4)
·      Soporte universal	Sulfato de Cobre  CuSO4
·      Pinzas para matraz quitasato
·      Pipetas 10 mm con perilla
·      Espátula
·      Balanza electrónica

            

PROCEDIMIENTO

·      Se colocara sobre el soporte universal la parilla encendida a temperatura media.

·      Sobre la parilla se montara el matraz quitasato sostenido con las pinzas para matraz quitasato en el soporte universal.

·      El matraz llevara la manguera conectada y también dentro del matraz el termómetro.

·      Dentro del matraz pondremos alcohol etílico, las piedras de ebullición, acido sulfúrico y sulfato de cobre.

·      Estar observando que este produzca un gas y la solución se transforme a un color opaco. (El gas será fuerte y molestara la garganta).

·      Cuando el termómetro marque una temperatura de 100º C. se colocara la manguera del matraz dentro de la probeta con KMnO4, observar que ocurre y tomar notas.

·      Ya visto lo que sucede con KMnO4 se usara la probeta con agua de Bromo y se pondrá poca abajo dentro de la cuba hidroneumática, claro con la manguera dentro y ver que ocurre.

·      Finalmente haremos una prueba de instauración con CaO3 y observaremos que ocurre.

RESULTADOS

 

 

En la deshidratación de un alcohol se obtuvo un gas el cual era Etileno, en donde también se desprendió agua, la cual salió del alcohol etílico, como se muestra en la reacción. En las reacciones de identificación en donde se uso permanganato de Potasio al principio de la reacción era color morado, pero después al introducir la manguera que provenía del matraz con alcohol etílico se volvió su coloración café, produciendo, oxido de Manganeso, oxido de Potasio y etilenglicol. En la reacción de identificación con agua de Bromo no se pudo llevar a cabo ya que el efecto en el agua de Bromo, no afecto su apariencia debido a que se había apagado la parrilla ya para ese momento, pero debió producir di bromuro de etano. Finalmente en la reacción de combustión se produjo monóxido de carbono, agua y energía.

   

 

OBSERVACIONES

Al realizar la práctica notamos desde un principio que dentro del matraz la solución rápidamente cambio a un color opaco, conforme aumentaba la temperatura producía humo que cuando salía del matraz, nos molestaba y picaba la garganta. También con el paso del tiempo y aumento de temperatura empezaba la solución a hervir y todo el instrumental era peligroso tocarlo ya que este estaba muy caliente. En la prueba realizada con agua de Bromo fue interesante ver como ya a los 100ª C. la manguera poco a poco comenzaba a producir un burbujeo en la cuba hidroneumática y que al colocarlo dentro de la pipeta rápidamente lo consumía y cambio muy ligeramente de color, en cambio con el KMnO4 su cambio fue muy notorio e impresionante ya que al colocarle la manguera proveniente del matraz esta comenzaba a cambiar de color y a producir un ligero burbujeo, comenzó poniéndose color café hasta que después de un tiempo fue incolora. Lo que corresponde a la prueba de instauración con CaO3  también fue interesante ya que al colocarlo dentro del matraz comenzaba a reaccionar y a formar como grumos que se reventaban y efervecian por un largo tiempo, poniéndose la solución en un color negro y el carbonato poco a poco se iban disolviendo en la solución del matraz. No ocurrió del todo bien la prueba con agua de Bromo pero cambia ligeramente, quizá porque necesitaba estar a una temperatura mayor a los 100ª C. teniendo que haberse formado dibromuro de etano.

CONCLUCIONES

Al termino de la realización de la practica tomando alcohol etílico y acido sulfúrico concentrado, con un poco de energía se obtuvo el etileno, también desprendiendo un poco de agua, y la coloración del permanganato de potasio así como el agua de bromo tomaron un color especial al de su naturaleza el cual fue transparente y café en el caso del permanganato. También fue importante el proceso de combustión para la obtención del etileno y para las reacciones de identificación. Si se logro obtener el etileno a partir del alcohol y el proceso de combustión.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

WESTERMANN, Verlag Georg (1987). Métodos de la Industria Química 2. 2da Ed. Vol. II. Barcelona, España. Editorial Reverté, S.A.

VALDERRAMA, José O. (1994).  Información Tecnológica. 2da Ed. Vol. 5. Santiago, Chile. Editorial La Serena.

Reacciones Alquenos

Reacciones de los alquenos:

   Los alquenos son bastante reactivos, intervienen en un número importante de reacciones con otras sustancias.

Reacciones de combustión:

 

Reacciones de adición:

Hidrogenación catalítica (con Pt, Pd, Ni…):

 

Halogenación de alquenos:

 

  

 En este último caso se usa la regla de Markovnikov: “cuando un halogenuro de hidrógeno se añade a un alqueno, el átomo de hidrógeno normalmente se une al átomo de carbono que tiene el mayor número de átomos de hidrógeno”.

Hidratación de alquenos (formación de alcoholes) en médio ácido (H₂SO₄):

  

 En mayor proporción el primero por la regla de Markovnikov.

Reacciones de oxidación:

Formación de dialcoholes: los alquenos se oxidan con KMnO₄ formando dialcoholes

 

      Si no se toman precauciones la oxidación puede ser más profunda y formarse aldehidos y/o cetonas

Ozonolisis:

   Consiste en la ruptura del doble enlace, en presencia de ozono, partiendo en dos la cadena y formando ácidos carboxílicos o cetonas

Grupos Funcionales

¿Qué es un grupo funcional?

Los hidrógenos de los hidrocarburos pueden ser sustituidos por átomos de otro metal o por un agrupamiento de átomos para obtener compuestos derivados que poseen propiedades muy diferentes y que presentan estructuras muy distintas (el átomo o grupo de átomos sustituyentes les confieren otras propiedades físicas y químicas).

A ese átomo o grupo de átomos que representan la diferencia entre un hidrocarburo y el nuevo compuesto, se le llama grupo funcional.

Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que caracteriza a una clase de compuestos orgánicos.

Cada grupo funcional determina las propiedades químicas de las sustancias que lo poseen; es decir determina su función química.

Entonces, se llama función química a las propiedades comunes que caracterizan a un grupo de sustancias que tienen estructura semejante; es decir, que poseen un determinado grupo funcional.

Los principales grupos funcionales son los siguientes:

(– OH) Grupo hidroxilo 

Es característico de los alcoholes, compuestos constituidos por la unión de dicho grupo a un hidrocarburo (enlace sencillo). 

Grupo alcoxi (R – O – R)

Grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen átomos de carbono, estando el átomo de oxígeno en medio de ellos, característico de los éteres (enlace sencillo). (Se usa la R ya que estos grupos de átomos constituyen los llamados radicales)

Grupo carbonilo (>C=O)

Su presencia en una cadena hidrocarbonada (R) puede dar lugar a dos tipos diferentes de sustancias orgánicas: los aldehídos y las cetonas.

En los aldehídos el grupo C=O está unido por un lado a un carbono terminal de una cadena hidrocarbonada (R) y por el otro, a un átomo de hidrógeno que ocupa una posición extrema en la cadena. (R–C=O–H) (enlace doble).

En las cetonas, por el contrario, el grupo carbonilo se une a dos cadenas hidrocarbonadas, ocupando por tanto una situación intermedia. (R–C=O–R) (enlace doble).

Grupo carboxilo

Es el grupo funcional característico de los ácidos orgánicos.

Los ácidos orgánicos reaccionan con los alcoholes de una forma semejante a como lo hacen los ácidos inorgánicos con las bases en las reacciones de neutralización. En este caso la reacción se denomina esterificación, y el producto análogo a la sal inorgánico recibe el nombre genérico de éster.

Grupo amino

Puede considerarse como un grupo derivado del amoníaco (NH₃) y es el grupo funcional característico de una familia de compuestos orgánicos llamados aminas.