Practicas de polimeros
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1) El documento describe cómo fabricar un polímero a partir de materiales cotidianos como adhesivo vinílico y perborato dental. 2) Al mezclar estas sustancias se produce una reacción química que forma una masa viscosa de un nuevo material polímero. 3) El polímero resultante tiene nuevas propiedades como volverse más duro al secarse o convertirse en un líquido al añadirle vinagre.
Practicas de polimeros
- 1. Fabrica un polímero Las reacciones químicas permiten transformar la materia y a partir de unas sustancias obtener otras diferentes con nuevas propiedades. En este experimento vas a conseguir, partiendo de materiales cotidianos, obtener un nuevo material, un polímero con nuevas propiedades. Material que vas a necesitar: Adhesivo vinílico (cola blanca de la que se emplea para pegar madera y en las tareas escolares) Perborato dental (Perborato de sodio. Se vende en las farmacias como producto para la higiene dental) Vinagre ¿Qué vamos a hacer? En una taza pequeña pon el equivalente a una cucharada de cola blanca y añade un poco de agua (más o menos la misma cantidad). Muévelo para que se disuelva. En otra taza pequeña pon una cucharadita de perborato y añade agua hasta más o menos la mitad de la taza. Agita para que se disuelva. Vierte una cucharadita de la disolución de perborato sobre la disolución de cola blanca. Muévelo con la cuchara. Se produce la reacción química y ves cómo se va formando una masa viscosa. Si hace falta puedes añadir más disolución de perborato. Separa la masa viscosa y observa sus propiedades. Haz una bola y déjala botar, ¿qué ocurre? PRECAUCIÓN: No debes llevarte la sustancia a la boca, ni ponerla encima de la ropa ni de los muebles. Al terminar debes lavarte bien las manos. Sigue experimentando Puedes probar con distintas proporciones de cola blanca y agua y observar que se obtienen sustancias con distintas consistencias y aspecto (unas veces en hilos, otras más pulverulentas, etc.)
- 2. Puedes añadir también unas gotas de colorante alimentario a la disolución de cola blanca para darle color. Prueba a dejar secar durante unos días la bola que habías fabricado. ¿Qué propiedades tiene ahora? También puedes ver qué ocurre cuando sumergimos el polímero obtenido en vinagre Con algunas marcas de cola se obtiene una sustancia con aspecto de gel muy suave que fluye lentamente. Muy parecido a algunas sustancias que se venden como juguetes de aspecto "asqueroso" y de "moco". Si lo consigues, escríbenos indicando cómo lo has hecho y la marca de cola blanca que has utilizado. ¿Por qué ocurre esto? La cola blanca es un adhesivo vinílico. En unos casos contiene alcohol polivinílico y en otros acetato de polivinilo. En ambos casos se trata de un polímero de cadena muy larga. Al añadir el perborato de sodio, sus moléculas forman enlaces que sirven de puente entre dos cadenas polivinílicas, se forma un polímero entrecruzado que tiene unas propiedades diferentes al polímero inicial.
- 3. Un polímero “baboso” Indagando... Los polímeros son moléculas de gran tamaño que se forman cuando moléculas, pequeñas e idénticas, se enlazan entre sí como los eslabones de una cadena. La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones; algunas más se asemejan a las escaleras de mano y otras son como redes tridimensionales. Existen polímeros naturales de gran significación comercial como el algodón, formado por fibras de celulosas. La celulosa se encuentra en la madera y en los tallos de muchas plantas, y se emplean para hecer telas y papel. La seda es otro polímero natural muy apreciado y es una poliamida semejante al nylon. La lana, proteína del pelo de las ovejas, es otro ejemplo. El hule de los árboles de hevea y de los arbustos de Guayule, son también polímeros naturales importantes. Sin embargo, la mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. ¿Qué vamos a hacer? En esta ocasión mezclaremos dos soluciones para formar un polímero. Le añadiremos un colorante verde para darle la apariencia de un material baboso. Materiales � Solución de alcohol vinílico al 4% � Solución de borato de sodio al 4% � Vasos de cartón y un palillo para chuzos � Colorante de alimentos (color verde) � Guantes de plástico
- 4. Procedimiento � Coloca 20 mL de alcohol vinílico en un vaso de cartón � Añade 3 mL de solución de borato de sodio � Adiciona un poco de colorante � Agita vigorosamente, en movimientos circulares, con el palillo para chuzos � Cuando se haya formado el gel, retirarlo del vaso y continuar amasando con las manos � Examina cuidadosamente las propiedades del polímero ¿Qué pasó? Cuando la solución de borato de sodio, Na2B4O5(OH)4.8H2O, se añade al alcohol vinílico, CH2CHOH, se forma un polímero. Este consta de miles de moléculas de alcohol vinílico formando cadenas lineales conectadas entre sí por moléculas de borato de sodio: Para pensar ... � ¿Cuáles otros polímeros conoces de tu entorno cotidiano? � Refleiona acerca de los usos de los polímeros en la vida moderna
- 5. Síntesis de un polímero similar al "Silly Putty" Introduccion: Los polímeros están formados por largas cadenas de miles de moléculas pequeñas que se repiten, como las cuentas de un collar. Según el tipo de molécula, la longitud de las cadenas, la unión de esas cadenas entre sí para formar estructuras tridimensionales, etc., tendremos un polímero líquido o sólido, con distintas propiedades. Tenemos una gran cantidad de polímeros naturales formando parte de los seres vivientes: animales y vegetales, pero también existen docenas y docenas de polímeros sintetizados por los químicos, algunos de los cuales tienen nombres comerciales que todos conocemos: Nylon, Teflon, Dacron, poliamidas, etc. Los polímeros se pueden clasificar: SEGÚN SU PROCEDENCIA o Nat urales: se encuentran en la naturaleza, como celulosa, madera, proteínas etc. o Art ificiales: han sido sintetizados industrialmente. Materiales Productos Espátulas o cucharas Pipetas graduadas Cuentagotas Vasos de precipitados Varilla de vidrio Bolsas de polietileno de baja densidad con cierre hermético. Cola blanca polivinílica (Acetato de polivinilo) Tetraborato de sodio (Borax) Agua Colorantes: azul de metileno, tartracina, ...
- 6. Realización práctica 1.- Prepara una disolución de cola blanca al 50% y observa sus propiedades. Pon 2 cucharadas en un vasito de precipitados. 2.- Añade una o dos got as de colorant e a la disolución de la cola. 3.- Prepara una disolución de t etraborato de sodio al 4% y añade una cucharada de ést a a la disolución de cola blanca removiendo con la varilla hasta obt ener una especie de masilla. (También puede añadirse got a a got a con el cuent agot as para ver los cambios que se van produciendo) 4.- Saca el polímero del recipiente y déjalo encima de la mesa sobre una lámina de plást ico o sobre papel encerado. Observa las propiedades del product o que has obt enido. 5.- Realiza un est udio de las propiedades mecánicas del polímero obt enido de forma similar a las realizadas con el slime: – Est íralo suavemente y después fuert emente. ¿Qué sucede? – Prueba si un t rozo pequeño se aplana cuando lo apriet as. – Prueba si puedes hacer bot ar un t rozo pequeño encima de la mesa. ¿Qué sucede? 6.- Pon una bolita de 1 cm de diámetro del polímero que hacabamos de sintetizar en un vaso y agrega un chorrit o de vinagre y agita: la sust ancia pasa ot ra vez al est ado líquido. Si neut ralizamos el vinagre con un poco de bicarbonato de sodio en polvo (el que se usa para hacer t ortas o para curar la acidez de est ómago ...), ot ra vez t endremos un sólido. 7.- Int roduce el polímero en la bolsa de plást ico y ciérrala.
- 7. Explicación científica Muchos pegamentos comunes son polímeros. Por ejemplo, los adhesivos vinílicos que se compran en la ferret ería o en la librería para pegar madera, papel, et c., tienen como component e principal al acet ato de polivinilo, de est ruct ura: -CH2-CHOCOCH3-CH2- CHOCOCH3-CH2-CHOCOCH3- que con el borat o de sodio forma un polímero ent recruzado. El t etraborato de sodio NaB(OH)4 se disuelve en agua dando un ion Na+ y un ion t etraborato B(OH)4-. Los iones t etraborato enlazan las largas cadenas de acet ato de polivinilo t ambién mediante enlaces de hidrógeno aprisioando moléculas de agua. Est as tienen t endencia a escapar por simple evaporación, por lo que si queremos conservar el slime no debemos dejarlo demasiado t iempo al aire libre. Si lo dejamos secar obt enemos una masa endurecida.