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Macromoléculas Sintéticas
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Química II
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Índice
PORTADA……………………………………………………………………………………………1
ÍNDICE……………………………………………………………………………………..……….2
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………..………………..3
MACROMOLÉCULAS SINTETICAS………………………………………………………..4
CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS
TEXTILES……………………………………………4
ESTRUCTURA QUÍMICA……………………………………………………………..……….5
CLASIFICACIÓN DE LAS
MACROMOLÉCULAS……………………………………….5
TIPOS DE REACCIÓN PARA PRODUCIR POLÍMERO
SINTÉTICOS….……..….6
CONSUMO ACTUAL DE POLÍMEROS…………………………………………..……….7
IMPACTO AMBIENTAL…………………………………………………………………………7
RECICLAJE………………………………………………………………………….…………….8
CONCLUSIÓN……………………………………………………………………….…………..9
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………..……………………………..9
INTRODUCCIÓN
El
planeta Tierra es un extraordinario ente, lleno de vida y generador de ella.
Todo esto es posible gracias a muchos factores, entre ellos los elementos
presentes en todo su ser y los compuestos que se generan a partir de éstos. Uno
de los elementos más comunes es el Carbono. Éste elemento es uno de los 118 ya
descubiertos y se encuentra integrado a la tabla periódica, es representado por
la letra C y sus múltiples funciones son ya conocidas y otras están por
descubrirse.
Una
de las grandes posibilidades del Carbono es la capacidad de poder combinarse
con sí mismo y otros elementos, esta posibilidad hace posible la vida, ya que,
toda la materia viviente está formada por moléculas gigantes. Tan sólo el
cuerpo humano está constituido por el 18%, el planeta Tierra por lo menos tiene
750 gigatoneladas.
El
hombre, en su incansable búsqueda de imitar a la naturaleza, entró a los
laboratorios y aprendió a crear moléculas gigantes. Esto con el fin de
sustituir los materiales orgánicos que se utilizan comúnmente.
Las
macromoléculas se dividen en dos grandes grupos: naturales y sintéticas. Las
naturales son concebidas totalmente por la naturaleza, mientras que las
sintéticas, las crea el hombre. Las segundas son también llamadas polímeros
sintéticos; han hecho posible la sustitución de fibras vegetales, tales como la
seda, la lana, la piel, la goma, etc.
El
presente trabajo aborda qué son los polímeros, su clasificación, la estructura
química, su producción, el consumo actual, su impacto ambiental y el reciclaje
de ellos.
MACROMOLÉCULAS SINTÉTICAS
Los
polímeros están unidos por enlaces covalentes, usualmente orgánicos. El grado
de polimerización (proceso en el cual las moléculas forman otras con el doble o
más peso) es indicado por un prefijo: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-,
etc. Más la adición de la raíz mero, dando como resultado, monómero, dímero,
trímero y así sucesivamente. Una
condición básica para la polimerización es que sus grupos funcionales puedan
reaccionar entre sí.
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CLASIFICACIÓN
DE LAS FIBRAS TEXTILES
Las
fibras textiles se dividen en 3 grupos;
ü Fibras Naturales: El polímero y la fibra son producto de la
naturaleza, se dividen en origen vegetal
(algodón, lino) y origen animal
(lana, seda).
ü Fibras Artificiales: El polímero es creación de la naturaleza,
el hombre lo modifica y lo convierte en fibra.
Tal como el acetato de celulosa, sustituto de la seda.
ü Fibras Sintéticas: El polímero y la fibra son producidos por
el hombre, las materias primas son derivados del petróleo. Algunos ejemplos son
el PET, acrílico y el poliuretano, mejor conocido como lycra.
ESTRUCTURA
QUÍMICA
Los
polímeros sintéticos tienen compuesto de naturaleza orgánica, las materias
primas son en su mayoría derivados, del petróleo. Los átomos de carbono se
enlazan entre
sí y otros elementos como el hidrógeno, oxígeno y nitrógeno; también llega a
unirse con halógenos, tales como el cloro, el bromo, el yodo, el flúor, el
azufre, el silicio y/o el fósforo.
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CLASIFICACIÓN DE LAS
MACROMOLÉCULAS
Los
químicos establecieron una escala especial para las masas, con el fin de poder
encontrar la masa de un átomo o una molécula. Es así como surgió la uma que es
lo correspondiente a un átomo de hidrógeno.
1 uma= masa de un átomo de hidrógeno
Cada
elemento tiene su propia masa. Para medir de un compuesto se suman las masas de
sus elementos (si hay coeficientes y radicales, se multiplica por el
elemento/compuesto).
Las
moléculas que superan los 10 000 uma se las conoce como macromoléculas,
esenciales en procesos biológicos. Cuando dentro de una macromolécula se repite
un patrón regular de átomos, llamados monómeros, se obtiene un polímero.
Cuando
un polímero se puede moldear, extrudir y/o laminar, obtiene el nombre de
plástico. Los plásticos termoestables no pueden ser reamoldados mediante calor
mientras que los termoplásticos se pueden reprocesar varias veces. La facilidad
de los termoplásticos para volverse a moldear es que sus cadenas no están
entrelazadas.
Un
polímero que está formado por la repetición de un solo monómero se le denomina homopolímero
mientras que los copolímeros cuentan con varias unidades estructurales.
La
polimerización es el proceso donde las moléculas se combinan para formar
compuestos de cadena larga y alto peso molecular. El objetivo es obtener una
sustancia macromolecular con propiedades diferentes a los monómeros. La
capacidad de polimerización depende de las condiciones de enlazamiento de los
átomos de la molécula monomérica.
La
polimerización se hace posible en los enlaces dobles o triples de carbono. Los
enlaces de los polímeros se forman por medio de la combinación de dos tipos de
reacción: por adición o de condensación.
TIPOS DE REACCIÓN PARA
PRODUCIR POLÍMEROS SINTÉTICOS
Los principales tipos de reacción por los que se
obtienen los polímeros se clasifican en dos grupos:
ü Polímeros de
adición/Crecimiento en cadena: se adicionan monómeros con doble ligadura C=C, en
un proceso con catalizador y un iniciador generador de radicales libres para
abrir la doble ligadura.
ü Polímeros de condensación/Crecimiento
gradual: se forman largas cadenas como resultado de dos monómeros diferentes
mediante la pérdida de alguna molécula pequeña, particularmente H2O.
Habitualmente en las reacciones, se forman subproductos como agua, metanol o
algún otro.
La polimerización por adición se realiza en cuatro
procesos distintos:
1.
Fase
condensada: el monómero y un iniciador se combinan en un tanque por medio de calor u
otra energía para generar radicales libres e iniciar la polimerización.
2.
Solución: se realiza en
un disolvente de gran volumen que mantiene constante las condiciones de
operación, favoreciendo el choque entre moléculas, absorbiendo el calor y
reduciendo la viscosidad.
3.
Suspensión: el sólido
formado queda suspendido en el medio, se necesita una velocidad elevada de
agitación, siendo verificada en un medio, comúnmente acuoso.
4.
Emulsión: el monómero y
el catalizador se suspenden en micelas (pequeñas gotas) con ayuda de un
surfactante y alta velocidad de agitación en fase acuosa.
En este proceso se verifican 3 reacciones
diferentes, llevados a cabo en este orden:
1)
R. de
iniciación: activación química externa de las moléculas inductoras a combinación en
cadena
2)
R. de
propagación: verificación del crecimiento o reacción de la cadena
3)
R. de
terminación: las moléculas se recombinan hasta que no hay e- impares.
La polimerización por condensación se produce por
las reacciones de combinación entre moléculas que tienen grupos funcionales,
por lo que liberan agua, alcohol u otra sustancia simple.
CONSUMO
ACTUAL DE POLÍMEROS O PLÁSTICOS
Los polímeros son parte de la gran familia de los
polímeros. Los plásticos se encuentran bajo gran demanda por buenas propiedades
y su relación costo-beneficio.
El consumo de plásticos ha crecido en los últimos años, debido a que han
sustituido muchos, o a veces totalmente, a materiales naturales. Además de que
el petróleo ofrece una mayor disponibilidad que otras fuentes naturales.
IMPACTO
AMBIENTAL
Toda actividad humana genera una consecuencia en el
ambiente, desde la extracción de la materia prima hasta su desecho. Los
polímeros son agentes antropogénicos que contaminan la tierra, el agua e
incluso el aire.
En la contaminación de la tierra los polímeros
alteran las características y el equilibrio biológico, físico y químico del
suelo. Esto afecta gravemente la vida animal, vegetal y humana. Los polímeros
como el PET y el PVC, tardan 20, 30 y hasta 100 años en degradarse.
La contaminación del agua es la presencia de
agentes extraños en este medio abiótico, los envases de PET, PE, PVC, PE y PP
que se encuentran en él alteran el PH y los animales acuáticos corren el riesgo
de ingerirlos y morir.
Sin embargo, la contaminación del aire es un poco más compleja, aquí interviene un proceso
de los agentes antropogénicos: la primera etapa, los contaminantes primarios
son emitidos directamente a la atmósfera mientras que en la segunda, es la
reacción química de los primeros. Los contaminantes primarios son óxidos de
carbono, azufre, nitrógeno, hidrocarburos y macropartículas. Estos generan
inversión térmica, smog, lluvia ácida, agujeros en la capa de ozono y
calentamiento global.
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RECICLAJE
Día con día hacemos uso de plásticos produciendo
grandes niveles de basura, con el tiempo el ser humano se dio cuenta de su
grave error y para evitar deteriorar más el ambiente, empezó a utilizar las 3
R’s: Reducir, Reciclar y Reutilizar.
El reciclaje de PET se lleva a cabo en 2 pasos:
ü Recuperación mecánica: se divide en 2
fases, la primera consta de identificación y clasificación de botellas, su
lavado para después poder triturar y separar las partículas pesadas, lo que
lleva a su lavado final, secado y almacenaje. La segunda consta de secar
completamente.
ü Reciclado químico: se somete el
residuo al rompimiento de las cadenas de polimerización para reusarlos
nuevamente como materias primas en plantas de polimerización.
CONCLUSIÓN
Los polímeros y plásticos han ayudado enormemente
al ser humano en su vida cotidiana, se ocupan bolsas en los supermercados para
transportar la comida, ayudan a conservar frescos los alimentos, se fabrica
ropa y muchísimas cosas más que este breve párrafo no podría abarcar completamente.
Para desgracia de todos, tanto animales, plantas y
seres humanos, nos percatamos un poco tarde que lo que, en algún momento fue un
gran descubrimiento de la ciencia y la tecnología, se nos dio con tanta facilidad
es ahora un problema serio, ya que, nos complica la vida de un sinfín de
maneras.
Se debe tener una gran conciencia ambiental y un
profundo respeto por la naturaleza, ella nos dio todo y ella misma nos puede quitar todo en un abrir y cerrar de
ojos.
Los polímeros no son malos si son usados
adecuadamente, son un gran arma y herramienta de la humanidad que pueden ser
adaptados con grandes beneficios para todos los entes del planeta Tierra.
BIBLIOGRAFÍA
› VILLARMET,
Framery Christine Y LÓPEZ, Ramírez Jaime, Química
II, México, Book Mart, 5ta Edición, Noviembre de 2012, ISBN:
978-607-489-564-3.
› GOOGLE IMÁGENES
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