Laboratorio de química inorgánica 1 PRACTICA 11 PDF

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Reporte para hacer comparaciones de resultados y conclusiones. ...

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Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Instituto de Ciencias Biomédicas, Programa de Licenciatura en Química. Laboratorio de Quimica inorgánica. Práctica 11. Polímeros Jonathan Josué Calvillo Solís 154790 RESUMEN Los polímeros son macromoléculas conformadas por la unión de monómeros, moléculas precursoras que se repiten de manera ordenada, estos se unen mediante 2 métodos: adición y condensación. El primero método consiste en una reacción en cadena que se propaga en los demás monómeros por la acción de un catalizador. La condensación se basa en una reacción entre grupos funcionales de 2 diferentes monómeros. Se realizó la síntesis de acetato de polivinilboro a partir de acetato de polivinilo (PVA) y borato de sodio mediante el método de adición. Dicha síntesis se llevó a cabo con diferentes proporciones de ambos reactivos y se evaluaron propiedades físicas como la dureza, deformidad, elasticidad y rebote. La mezcla 1:1 (PVA/agua) tuvo las mejores propiedades. Palabras clave: Polímeros, reacciones de polimerización, bórax, acetato de polivinilo. INTRODUCCIÓN En la antigua Grecia se clasificaba todo material como animal, vegetal o mineral. Los alquimistas dieron mucha importancia a los minerales, mientras los artesanos medievales se la daban a los materiales vegetales y animales. Todos en su mayoría polímeros, muy importantes para la vida tal y como la conocemos. La palabra “polímero” se deriva del grupo “poli” y “meros”, que significan “mucho” y “partes” respectivamente. Algunos científicos prefieren utilizar el término “macromoléculas naturales” o “biopolímeros” (Seymour y Carraher, 2002). Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga, cada molécula está hecha de unidades repetitivas que se conectan entre sí. Puede haber miles o millones de unidades en una sola molécula de polímero. La mayoría de los polímeros se basan en el carbono y, por consiguiente, son considerados como sustancias químicas orgánicas. Sin embargo, el grupo también incluye un numero de polímeros inorgánicos (Groover, 1997). La síntesis de polímeros de elevados pesos moleculares se denomina “polimerización”,

los monómeros se unen entre sí para generar las gigantescas moléculas que constituyen el material. La mayor parte de las materias primas necesarias para sintetizar polímeros derivan de productos del carbon y el petróleo, que suelen estar constituidos por moléculas de pequeño peso molecular. La polimerización transcurre mediante 2 tipos de reacciones: adición o condensación. La polimerización por adición es un proceso en el cual reaccionan monómeros bifuncionales que se van uniendo uno a otro, a modo de cadena, para formar una macromolécula lineal. La composición de la molécula resultante es un múltiplo exacto del monómero reactivo original. Mediante este proceso es posible obtener polietileno. En este tipo de polimerización se distinguen tres etapas: iniciación, propagación y terminación. La polimerización por condensación es la formación de polímeros por mediación de reacciones químicas intermoleculares que normalmente implican más de una especie monomérica y generalmente se origina un subproducto de bajo peso molecular, como el agua que es posible eliminar. Un ejemplo es la formación de poliésteres a partir de etilenglicol y ácido adípico (Callister, 2007).

OBJETIVO  

Realizar la síntesis de un polímero a partir de bórax y pegamento. Analizar algunas de sus propiedades físicas de los polímeros sintetizados a diferentes proporciones de bórax y pegamento.

En la Figura 1, se muestran las 3 pelotas hechas con las diferentes mezclas de bórax y pegamento blanco.

METODOLOGÍA Materiales 1 Vaso de precipitado 400 mL 1 Cápsula de porcelana 2 Cucharas de plástico 1 Soporte universal 1 Anillo 1 Tela de asbesto 1 Agitador Reactivos Na2B4O7·10H2O Figura 1. Pelotas obtenidas a partir de diferentes proporciones de bórax y pegamento blanco a) mezcla 1 b) mezcla 2 c) mezcla 3.

En un vaso de precipitado de 400 mL, se agregaron 100 mL de agua destilada, y enseguida se calentó hasta ebullición. En una cápsula de porcelana, se agregaron 10 g de bórax y 20 mL de agua caliente. Se homogenizó la mezcla y después se agregaron 2 cucharadas de resistol blanco, finalmente se agitó y moldeó la mezcla dando forma de una esfera. Se probaron otras proporciones de bórax y agua destilada, como se describen en la siguiente tabla, y se compararon propiedades físicas. Mezcla 1 2 3 RESULTADOS

Bórax (g) 10 15 10

Agua (mL) 20 20 10

En la Tabla 1, se muestra la comparación de diversas propiedades físicas que se evaluaron en las 3 pelotas. Tabla 1. Evaluación de diferentes propiedades físicas en pelotas hechas con diferentes mezclas.

Propiedad física Elasticidad Rebote Dureza

Mezcla 1 Muy baja Alto Alta

Mezcla 2

Mezcla 3

Baja

Media

Medio

Medio

Alta

Medio

Muy Deformida Baja Media d baja La reacción de polimerización llevada a cabo se describe en las ecuaciones 1 a 3, donde el polímero obtenido fue el acetato de polivinilboro.

Ecuación 1.

polivinilboro se desarrolló mediante el método de adición, ya que en dicha reacción el ion tetrahidroxiborato (B(OH)4-) es el iniciador que desencadena la reacción y permite formar el polímero.

Ecuación 2.

CONCLUSIÓN

Ecuación 3.

DISCUSIÓN La pelota hecha con la mezcla 1 resultó tener las mejores propiedades en cuanto rebote, elasticidad y deformidad, ya que en poco tiempo la pelota adquirió una dureza considerable y se deformaba muy poco cuando ésta rebotaba. La segunda mejor mezcla fue la 2, ya que la pelota mostró un buen rebote, sin embargo esta de deformaba un poco más y era un tanto elástica. La mezcla 3 resultó ser la menos eficiente, ya que su rebote era muy poco, y se deformaba cuando se aplicaba una pequeña fuerza. La mezcla 1 resultó tener las mejores propiedades, una posible explicación es que al estar en una proporción 1:1, el bórax puede disolverse mejor y por consiguiente, reaccionar con el acetato de polivinilo y formar un mezcla más estable. Aunque el bórax es un poco insoluble, la proporción de agua fue ideal para que pudiera disolverse y formar el polímero. No fue posible confirmar que se haya formado el polímero mencionado, ya que no se realizó alguna prueba de identificación para corroborar la presencia del boro en el polímero sintetizado. No obstante, se puede inferir que si se formó ya que demostró tener características muy diferentes al acetato de polivinilo (su precursor), en cuanto a propiedades físicas como dureza, elasticidad, deformidad y rebote. Tampoco fue posible determinar el rendimiento de la reacción. La síntesis de acetato de

Se sintetizó el polímero acetato de polivinilboro a partir de borato de sodio y acetato de polivinilo. La mejor mezcla para preparar este polímero fue la mezcla 1: 10 g de bórax, 10 mL de agua destilada y 2 cucharadas de pegamento. De las propiedades físicas que se evaluaron, ésta mezcla proporcionó una buena dureza, al igual que un alto rebote y una deformidad mínima cuando se aplicó una fuerza. Las otras 2 mezclas tuvieron resultados similares, sin embargo, en el caso de la mezcla 2 tuvo una mayor elasticidad y un menor rebote; la mezcla 3 fue la menos eficiente ya que se deformaba fácilmente, su rebote era escaso y era muy elástica. BIBLIOGRAFÍA Callister, D. (2007). Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales (Volumen 2). España, Barcelona: Editorial Reverté S. A. p. 509-511. Groover, P. (1997). Fundamentos de manufactura moderna: materiales, procesos y sistemas. México, Estado de México: Editorial Pearson Prentice Hall. p. 183-184. Seymour, B. y Carraher, E. (2002). Introducción a la química de los polímeros. España, Barcelona: Editorial Reverté S. A. p. 1-3....