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Enviar comentariosUn polímero es una molécula grande formada por unidades repetitivas llamadas monómeros.
Algunos ejemplos de polímeros son las proteínas, el ADN y plásticos como el cloruro de polivinilo (PVC) y el poliestireno. Nos centraremos aquí en estos plásticos, incluidas las poliamidas, los poliésteres y los polímeros de alquenos, y en las reacciones que los forman. Estas reacciones se conocen colectivamente como reacciones de polimerización.
Consulta Bioquímica de las proteínas y estructura del ADN para echar un vistazo a los polímeros de las proteínas y el ADN. Si quieres una visión más centrada en la biología de estas estructuras, puedes encontrar más información en los artículos Proteínas y ADN.
Los polímeros se forman en dos tipos diferentes de reacciones. Éstas dependen de los grupos funcionales del monómero o monómeros utilizados:
Exploremos estos tipos más de cerca.
Lapolimerización por adición es la unión de monómeros con el doble enlace C=C para formar una molécula grande conocida como polímero. Este proceso no produce ningún otro subproducto.
Los alquenos pueden someterse a polimerización por adición para formar polímeros de cadena larga de hidrocarburos conocidos como polialquenos. Los monómeros utilizados pueden ser todos del mismo alqueno o de varios tipos diferentes. El doble enlace C=C de cada monómero se abre y se une al monómero adyacente para formar un esqueleto C-C. Esto se muestra a continuación con el ejemplo del eteno:
Polimerización por adición con eteno. Originales de StudySmarter
La polimerización por adición puede representarse mediante la siguiente ecuación. Utilizamos -R para representar cualquier grupo alquilo o arilo variable. La letra "n" representa el número de monómeros de alqueno utilizados, que suele ser muy grande:
El eteno se polimeriza para formar poli(eteno), también conocido como polietileno. Originales de StudySmarter
Esto se llama ecuación de polimerización.
Los polímeros de adición se nombran utilizando el prefijo poli- y el nombre de su monómero alqueno, entre paréntesis. Por ejemplo, el cloroeteno se polimeriza para formar poli(cloroeteno). Sin embargo, muchos de estos polímeros tienen nombres comerciales diferentes, y el poli(cloroeteno) también se conoce como cloruro de polivinilo, o PVC.
Cuando te pidan que encuentres la unidad de repetición de un determinado polímero de adición, debes recordar que cada monómero se basa en un doble enlace C=C. Por lo tanto, cada par de carbonos en el esqueleto C-C del polímero pertenecerá a un monómero diferente. También se puede trabajar con los monómeros identificando el patrón de repetición del polímero, como en el ejemplo siguiente:
Del polímero al monómero. Originales de StudySmarter
La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de monómeros y sus polímeros.
Tabla que muestra diferentes monómeros y sus polímeros. StudySmarter Originales
Polimerización por radicales libres es un tipo de polimerización por adición en la que unradical libre une monómeros no radicales en una cadena, formando un polímero.
Un radical libre es una especie con un electrón de la capa externa no apareado. Los no radicales son, por tanto, especies sin un electrón no apareado de la capa externa.
El radical se inicia por calentamiento o radiación. Esto destruye un enlace homolíticamente, lo que significa que un electrón va a cada una de las dos nuevas moléculas, creando dos radicales libres. A continuación, el radical se añade a un monómero, formando un radical mayor. Esto se muestra en la siguiente ecuación, donde R es un radical libre y M es un monómero:
A continuación, el radical mayor se añade a otro monómero:
El proceso continúa hasta la terminación . La terminación implica que dos radicales reaccionan entre sí para formar un compuesto estable:
La polimerización por radicales libres puede representarse mediante la siguiente ecuación general:
La polimerización por condensación es un tipo de reacción de condensación en la que los monómeros se unen para formar un polímero grande, liberando una molécula pequeña en el proceso. Esta pequeña molécula suele denominarse condensado.
Los polímeros de condensación se basan en dos grupos funcionales diferentes. Pueden proceder de dos monómeros únicos o de un monómero que contenga dos grupos funcionales distintos. Para que los monómeros formen una cadena continua, debe haber dos grupos funcionales en cada monómero.
Algunos ejemplos de polímeros de condensación son
Las poliamidas se forman en la reacción entre una amina y un ácido carboxílico. Como cada monómero debe tener dos grupos funcionales para formar un polímero, los monómeros suelen ser diaminoalcanos y ácidos dicarboxílicos.
Un ácido dicarboxílico, a la izquierda, y una diamina, a la derecha. Originales de StudySmarter
El condensado liberado es agua, lo que da lugar al grupo funcional amida -NCO- repetido en toda la molécula. Esto puede representarse mediante la siguiente ecuación, en la que las moléculas perdidas aparecen en rojo.
Una reacción de condensación entre una diamina y un ácido dicarboxílico forma una poliamida. Originales de StudySmarter
Por ejemplo, el nailon-6,6 se fabrica a partir de 1,6-diaminohexano y ácido hexano-1,6-dicarboxílico:
Nilón-6,6. StudySmarter Originales
Los poliésteres se forman a partir de alcoholes y ácidos carboxílicos. A menudo, los monómeros son dioles y ácidos dicarboxílicos.
Un diol, a la izquierda, y un ácido dicarboxílico, a la derecha. Originales de StudySmarter
De nuevo, el condensado es agua, con lo que el grupo funcional éster -COO- se repite en toda la molécula. La ecuación general se muestra a continuación:
Una reacción de condensación entre un diol y un ácido dicarboxílico forma un poliéster. Originales de StudySmarter
Para más información sobre alcoholes, aminas o ácidos carboxílicos, consulta respectivamente Alcoholes, Aminas y Ácidos Carboxílicos y Ésteres.
Para identificar los monómeros utilizados de una cadena polimérica, puede ser útil localizar el grupo funcional -COO- o -NCO- que se repite. A continuación, puedes dividir la molécula en sus unidades repetitivas. Por ejemplo, este polímero está formado por 1,2-etanodiol y ácido butano-1,4-dioico:
De polímero a monómero. ¿Puedes identificar el grupo repetido -COO-? Originales de StudySmarter
A veces, sólo se necesita un monómero para una reacción de condensación. Esto ocurre si la molécula contiene dos grupos funcionales adecuados diferentes. Por ejemplo, el ácido 2-hidroxietanoico puede formar un polímero con la siguiente unidad repetida:
A veces, sólo se necesita un monómero para una reacción de condensación. Esto ocurre si la molécula contiene dos grupos funcionales adecuados diferentes. Por ejemplo, el ácido 2-hidroxietanoico puede formar un polímero con la siguiente unidad repetida:
Como esta especie contiene los grupos funcionales -OH y -COOH, no necesita otro tipo de molécula para formar un polímero. Originales de StudySmarter
La siguiente tabla muestra las similitudes y diferencias entre la polimerización por adición y la polimerización por condensación.
Tabla comparativa entre la polimerización por adición y la polimerización por condensación. Originales de StudySmarter
Si quieres saber más sobre los polímeros, visita el artículo del mismo nombre(Polímeros) para leer más. También puedes consultar Polímeros de condensación para saber más sobre los polímeros de condensación en particular.
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
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Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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