422
unidôdê13 - apê.di..
Copfrulo5
Polímeros Conceilo Eítende-se poÍ polímero a substânciaque apÍeseníamâcromoléculasconstituídal por unidades estruturais que se Íepetem sucessivamente. Exemplo:
Esta é a noléoÌa qüe dá orisen ao poünero. A subíencia correspond€nte recebe o .ome d€ dor&
ClossiÍicoçõo Os polímeros são classificados em polímercs de adiçiÍo, polímeros de condensaçtio copolímercs. Veja: l?) Polímercs de adíção: Sãoos pollmeÍosformadosa partir de um único monômero,atravésde uma reaçãode adição. Exemplo: nH,C :
CH,
-
29\ Polímercs de condensaçaoi São os polímeros foÍmados a partÍ de um único monômero, através de uma reaçãode condensâção,com eliminação de outra molécula, que é geralm€ntea água.
c€piruro5 - PorÍneí@
423
Eiemplos: nc6ÌIDoó +
nH,O {polímsodDcondmetão) ',i::iii!:iri:l;i::'ri;.,.
nC6HpO5 *
+ n trP i-{Ç.1q'$;jprh,:
decondmsatâo) lpollmero
3?, Copolímerut: São os polímerosformadosa partb de mais de um monômero,afavês de Íeâção de adição ou de condensâção. trxemplos: nH,C=C-C=CH, HH
+ nH:C:
CH - . . -
/ +C \
ó
c:c_ c- c_ C+
H, H
H
",
\
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."/ ",,à,
j ^
b@d S
tcopotimeÍo deadição)
a)
OH
OH
OH
'o- n,qn$t. I
CH,
(copolíme'o de coodEnsaÉoì
polÍmeÍos Esfudo doolguns Os polimeros podem seÍ naturuis ot artifìcìais. Os polímeros aÌtificiais constiruem os materiais conhecidospela denominaçãode plá,'Íicos, e entre os polimeros naturais temos a borracha, o amido, a celulose, as proteinas etc., alguns dos quais podem ser obtidos aftificHrmenÌe. Vejamos, enúão,alguns polimeros: l:) Bo achai A borracha (natural) ocorre em muitâs especiesde veg€{aistropicais; no entanto, quase tocla a produção mundiâl provém da espécieconhecidapor Hewo brusiliensts(seringueira). .
424
apèndj".
unÌdade13
Admile-seque a borracha(natural)é um polímerode adiçãodo isopreno.Veja:
CH,
CH'
I
lH. CH'
C
/"\
c
C
nH,C -l
/"ì H
H
Devido à importância da borracha, diversosprodutos com caracteristicB semelhantes à boÍÍacha natural são produzidos ârtificialmente, e são conhecidospor àornchas aftííí ciais ot elastômeros.Entre essesprodutos temos,como mais imporlanteso neopreno,â borrachafria, a buna S e a buna N. veja: nHzC:C-C:CH,
-
lH
CI
nH,C:C-
'CH' CH,
nHc : c -c : c H , H H
-
+c
Is, IC ì
I
I-
.
,-CH,
{ t.'
cH.
+ n ífuc:cH, \2H
+ nH,C:C HH
ç:cn c+ s,l
H
CN -
ãì - 1 .- .:" - " - .H ". ".OI IÌ \H,H
/
H\/
\
c- C:C C+ + C- C- ff 1H' I ll H' H H H,l \ cNix\ t, bunall o! peúúra
29) Amido: queocoÌÌeem vegetaiscomoarOamido, conformejá estudamos, é um polissacaÍídeo em suasubstânciâ de reservaroz, trigo, feijão, milho, bâiaÌaetc., constituindo-se
câpíluro5
Porímms
425
A estrutuÉ qulmica do amido é a de um polímero de condensaçãooíiginado dâ glicose, com eliminaçãode água.Veja: OHH
tl
H,C -
OH
OHH
OHH
ìl
H/ t t/
c -c H
r\
o H \l
c-c
H
H ,/t l/ H
CC
H t\ o H\ l
CC
_._r\i_"/ L"_t\i_ I
Hí_OH
HlC -
"/L"_
, nH:o
OH
3:\ Celulose: A celulose, confoÌme já dissemos,é um polissaòaÍldeoque seenconÍra em todos os vegeErs. A estÍutuÍa quimica da celulosecomum é a de um polimero de condensação,originado dâ glicose por eliminação de água. Veja: H'C - OH
I
i, ./
-o
HO //l I -,/ H
\ï
c
I H
H C - _C
I
OH{H
I
3
426
u.ra"a.r:
Ápenoica
oHH I c
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H/l l,/ H
c
H,C -
Drr'--t,/,1 CC l\ H H\l
.J\i-.,/'\ I H,C -
OH
I
I
\ï
oH /l to l/
... + nHrO
C_C.
tl
OH
oH
ceM8e
H
4?, Plásticos: Os plasticosconstituemos polimerosaÍtificiaiscuja indústÍiasedesenvolve a câdadia quepassa,pois esses mateÍiaissubstituemcadavezmaisos objetosantesfabricadosaDenas com maléria-prima nalurai.laiscomomeÌais,madeirâ.algodáoetc. Entre os plásticos,vejamosos mais comuns: . Polietíleno: poLmeÍo do etileno, largamenteutiÌüâdo como isolant€ elétrico e na fabdcação de copos,sacosplásticos,rolhas,xicaras,canecas,baldes,canosde áquaetc. nH , C:
C H!
-
-! -T _ rI H, H .J
. Polipropeno(pollpropileno):polímeÌodo pÍopeno,baÍante utiÌizadona fabricaçãode assentos de cadeiras. |
nHrC:C-
^
I;;;- l
I H
pnFmo
- -""'
\
toliptopleto
. PVC (do inalès:PoUvinjl cloride):polimeÍodo clorerode vinila, urilizadocomoìsolanre elétricoe na substituiçãodo couro em estoramenaos.
ï
nH ,c:c
|
cÌ
"
t ï\
+ c -c+ l/ \H' ctl \
"
Náilor6: copolimerosde condensação de diaminascom ácidosdicaíboxíÌicos.Existem dìversostipos de nâiìons,de acordocom a diaminae o ácido dicaÍboxílicoutilizados. O náilon mais comum ó o náilon 66, Íes'rltante d,^ copolimerizaçãodo ácido adípico com o l, 6-diamino-hexano:
c6prrulo 5 - PorrmeÌos427
o
o
C
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Ho "/.
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(cH,)ó \/
\
N
N
I
I
H
H
rl Ì.diácidocon
dian'm con
I :"::1r!:111',:::11"':: tecidos,rodas Os náilonssâoutilizadosna fabÍicâçãode cordas,€scovas,pára_qüedas, paÍa engrenagens eic, elétricos'na faPoliestircnotpolimercde adiçãodo estireno,utilizadoem equipamentos bricaçãode pratos,coposetc. /H \ + c-c+
l-\
H, l
- \t9 l^
"ô
Poliestercst copolimeÍos de condensaçãode diácidos carboxílicos com diálcoois De acordo corn o diácido e o diálcool uiiüzados, são obtidos vários tipos de poliésteres O poliéster mais comum ê o dítcron or terilene, obtido da copolimeÍização do eÌileno_glicol com o ácido tereftáÌico,bastanteusadona fabÍicaçâode tecidos'na construçãode
iÈol c ...: r ' tl o
s ...
c - -1 6 \ l vl
o
c -ôo
c -c -o H, H.
. . . r n H: o
424
. O om: polímeÍo de aÃiçãodo acrilonitrilo, usado em fibras que imitâm a lã e a seda, na fabricação de tecidos de inverno etc. H
I
C+
H,
I
CN
{'.
felon: polímero de adição do tetrallúor-eteno ou tetÍaflúoÍ-etileno, sendotambém conheciòo poÍ poliktqÍlúoretileúo on PTFE. TÍãtâ.-s€de um plástico bastanteÍesistente, mesmo aos agentesquímicos mais poderososcomo a águâ-régia, e ê bastanteempregado paÍa revestimentô de utensílios domésticos, tais como pânelas, frigideiras etc. FF
rl
FF
W
ExercícloscomplementoresW
I ) (FGVSP) Motanol,composto pertencenteà função álcool,é comumenle obtido pela: d) te.mentaçãodo cáldo de 6ana, e) destilaçáoda madêna,
b) oxidáçãodê aldeídos. c) pnólisa d€ hidrocarbonetos.
2l {FMJ SP) Os principãis com ponentesorgânìcosde gasolina,sabóese ólêo6vegetáis são6ubsrôncias Pertêncentesàs f unçóesl a) b) c) d) e)
álcoois,ácidoscarboxilicose éteres. hidrocarbonetos,saisde ácidoscarboxílicosê ésterôs. étêres,halelosde ácidos e cetonãs. anidÌ idosde ácido s,a minâs eãld€í do! . ésteres,étêrësè saisdo ácidoscarboxíìicos,
3) (V u nespS P)O o cta noé um do6 pr inc ipais c ons t it uint es dô gas o l i n a ,q u e é ú h ã m i s t ! r a d e h i d r o c â t s bonetos.AÍórmula mol@ulardo octanoél cl CsHr4.
dl C12H21.
4) (UFU-MG) Plásticosconstiluem umâ clâssedêmatêriais queconÍer€; conÍorto âo homem moderno, Do ponlo devista da químicâ,os plásricos€ suas unidadesconstituintessão, respôcrivamentel â) hidrocôrbonelos;pêpídeos, b) protelnas;âm inoác'dos. cl macromoléculâs;ácidosg raxos,
d) polímeros;pÌor€ínâs. e) po.límerosmonômer6.
429 5) (FE|-SP) Antìdetonantêssáo substânciasque elevôm sênsivelmentêa octanagemdâ gâsolina Nás rêÍi_ narias mod6rnas,essesantideto.antëssáo obtido6 no próprio crãqueámentocatalÍtico Trêsexèmplos desseproc€ssosão: c at âlis ador CH-CH3 H- C- C H CH,-CH , - CHH , C -CH , -CH, .
CHZ \
CHZ /
crz
Hrc \,/
CH, -
CH2
CHZ
CH:
H? C C HZ
cH
L
CH
H3C
CH3 , composror
catatisador
^+
CH:
o
CHg
O snomesoficiaisdo scomp os t os l, ll€llls ão, t es pec t iv âm en i e : a) b) c) d) e)
2-metilpentâno;benz6no;bênzeno 2.3 dimetilbutãno;tolueno;1,'l'dimetilciclopenieno. toluenoj benzêôô. 2,2-dimêtilciclobutanôj 2,2 dimeiilbutano;benzenoj1,2-dimetilciclopentano 2,3 dimetilbulano;benzenoi1,2-dimêtildclopènrahô
6) (Fuvest-SP)O isooolôno é um com buslívé| automotivo. A combustão dessê óâtèriâlocoÍe
em fase
a) Escrevaa êquação balânceadada r6açáo decombustão compl€la do isooctânÔ,usandoíórmulas b) CâlcuÌe o volum€ dê âí nas "cond içóesambiênte", necessério pára ó com buíão com plel8 de 228 g
= 114s/mol Massamolardo isooctano Volume molãrd€ 9ás nâs "cohdiçó€6ambienie"= 25 Vmol Cômposiçãodo ar (ëú voÌume)t 02 = 20%i N2= A0% 7) (FuvestSPìOualdâs molécolasrepÍesêntadasabaixotãm estruturaadequadâà polimerização,formãn do mãfiomolécubs7
â) cl
cl I c-H
e)H
c ) H- c - C- H
ci I b) H c I
HH
HH
1 HCI
HH
H\
ct
,.H
d) zc: c\ HH
C-C
H
430 A) lUnicâmp SP) O setneno ê polim6rizsdo rormandô o potiesti.eno íum ptásrico muiro utitiado em embãlagense obÌêtosdoméíi@s), de acordocom a èouacão:
H,ì
lH
l-i-'-1.
n HC: CHz +
o
Dos conpostos Òrsânicosabaixo,quãtdètes poderiãsô potimerizârnuma reaçáosemethantè?Façaa eqlaçãÒcorespondênte a dê o nomê do polímeretormãdo. HC: CH, H,C CH3 H2C- CH3 CH:
I
CH:
I cHr
-\/_ì
\y
--\r_ì
t"-,
9) (VunespSP)Os monômeros dèÍórmutas estiururaismostradôssão uritizadosna obtençãode impoÈ tantès polímerossinréticos, HO _CH, _ CH2_O H
,-\ Ho-c{O )-c-oH ll \:7 ll
o
H, N
o
( CH, ) . _ NH,
Esdêva a unìdade de rêp€tição dos potím€ros formados por reaçóes de condensaçáo(isro é, com eliminaçãÒde á9ua)enÍê: a) ácido dicarboxílico6 diol; b) ácido dioarboxílico€ diamina. lO) (PUCC-SP)Oual dos seguintês combustíveis náô liberará, peta combustão. substânciã5nocivas à
tl) (Vunesp-SP)OD.ãcon, um polímero utitizadoèm íitâs magnéticãs,ó sintetizadopeta r€acãoentre o
ácido 1,4-benzênodióicÒ € o 1,2-etanodiot, com etininação dê áqua, â) Escrevaâ equaçãoq ue reprêsêntaô reaçãode ums notécu ta do ácido com u ma motócutado d iÒt. Utilizefórmulás êstruturôis, bì À qu€ lunção orgânicapertencêo Dracon?
t2) Fórmqlo do monôh.rc
B
I CN
Completã se adequadamentoa tabetaantèriôrse A, B e Cforeh, respectivamente: 3Ì poliêtilê.o,H3C CH2C|etubutáçôos. b) polietilèno,HrC : CHCIê roupas, c) polìestkeno,HrC: CHCIê tomsdas etéÍicâs. d) polìestireno,C6H5-CH: CH, ê roupas, e ) p ôlipropilen o,H3 C-CHzC let ôm ãdas et Ar ic as .
câpítulo5 Polímêros 431
131 lFuvestSP)Cianetodêvinila podêseÍ produzidocomo equ€cionadoãbaìxo: CN
n-\C Hc = CH+ HCN
ot alis add uH'
t
cl
insâturado Ânalogamente.o ácido âcéticopodê se âdicionarâo acetilëno,produzindo um cÔmposto (acetâto poli vini!a)' do polÍmero produz o A polimeÌizaçãodèstê último at EscrevãâÍórmula€stiulu16ldoproduto deadiçáodo ócido acóticoao acetileno poli(acêlato devinÌla) b) Dê ã Íórmula estruÌuraldã unidadoqúe se rêpetena câdeiado como produto principal: 14) (Unifap)A rëaçãoêntre estironôe gás cloro, em pÍesençado Alcbiornece' 2-vinìlbênzê.o. 1-3 dicloro d) ã) 1{loÍe3-vinilbenz6no. e) 1-Íenil-1-2 dicloroáêno. bì l+loro-2-vinilbenzeno c) 1<loro-,Lvinilbenzëno 15) (ITÂ-SP)Assinãlea afimâçáo írlsâdenÍ6 ãs abaixô: dêsoiâ' manteisaê banhã a) É6tërêsde ócidoscarboxílicossáo os componêntês principais doóteo b) cl d) e)
PolÍmerosde am inoácidossão enconrradosna gelatinâ clârãdeovo equeijos Amianlo, micã e vidro dê sàraí3 são silicalÔs poliméricãs Algodáo natural,lã de ovelha,amiantoêmicatêm esÍulurês principais madeira' no algodão n6tural e no na poliméíicos componentês sáo HiàÌocarbonetos
16) ruricaÍp SP)A Íormula do sabáoe CHíCH,' r -
zo c.
gordura€ê â oulra à água Ouãl No pÌocessod6 lim peza,uma pane da molécula do sabão liga_sêàs Porquè? qualse água? gordurâ liga à e partese liga à porque: 17) (FuvestSPlExpliqueusãndotêrhos quíúicos ãdêquãdos, por exemplo sujasdêgraxô â) gãsolinapodêser usadãpaÍa limparpeças de automóv€is bl;icaÈo n;to de só diopodes er us ádopãr aaliv iar "qu e i m a d u r ã s " r e c e n t ê s p r o v o c a d ã s p Ô r á c i d o s 1sì {Fuvês1SP)Conposiçáo èm volume, do qás de n'frâ: . . . . 45% hidro sê nio .... mêtãn o ,..... ,, ,. _. . . , , . , . 30% .20% dióxido de carbono . . . monóxidodêcarbono . . . 5% gradativâmentesubstìtuido pêlo gás O gós de nafta disÍibuido na cidade dê São Paulo es1ósendo quejmadores dÔsrosóes e ôquecedor€spara naiurál{1oo% metano).A subsìit!içáo requêrÍoca do n ã t u r àl o o do c om Dle l a c om buí s d s qu e orlü xo de a'Êe idoádêquadoã què a chama seré Íuliginosa' dev! químicas rêlâçóesvolÚnétÌicas e ô) Mostre por meio de equâçóès Nestecaso' consìdêrefluxos queÌmadores não iorÍeila troea dos se a incompl;tã, do à combústão iguêjspára o gós de nafta e parã o gás nâtural de nafia? ot õuat e a cont,ìtuicao ao aióxidô decarbono parao poder caloríÍicodo sás JustiÍique' qual mâis tóxico? gás é o natural, ôu nafta c) Gásde COOH)' em deÌerminadas 19) (Fuvest-SP)O ácido ,!-hirlroxibutânóico (HO - CH2- CH, - CH, de oxidação condiçóes,soíreÍeaçóesde esterificaçãoe, em outrss condiçóès'reaçóes a) a êquaçáoda reaçáodê esteÌiíi€çáo Ìntramorê'urâr polímeroque pode se oÍisinaí ut a equaiao Oareaiao aeestoriÍicaçãointermotêcular mostÍandoo em que náo ocorre quebra oâ nÒs cãsos c) asfórmulas estruìurais dos produtos de sÚaoxidãção,