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Polímeros ●Polímeros são macromoléculas que possuem unidades químicas ligadas por covalência, repetidas regularmente ao longo da cadeia ●Do Grego: poli, “muitos”; meros “partes”

●Reação de polimerização = é toda reação na qual certo número de moléculas (chamadas monômeros) se unem formando uma molécula maior (chamada polímero). ●Existem três tipos de reação de polimerização: de adição, condensação ou por rearranjo. ●Os polímeros são macromoléculas de massa molecular entre 104 e 106 u. ●Existem polímeros naturais e artificiais (sintéticos). ●Ex: Polímeros naturais = celulose, proteínas, DNA, amido, teia de aranha, lã, seda natural etc. ●O primeiro polímero puramente sintético surgiu somente em 1907(baquelite). ●Atualmente vivemos a era dos plásticos (polímeros). É impossível atravessarmos um único dia sem utilizar vários deles. ●Os polímeros apresentam elevada resistência química e mecânica, suportando melhor o desgaste e a ruptura. Dispõem de elevada resistência elétrica e baixa densidade. Alguns podem resistir a altíssimas temperaturas. ●Alguns polímeros possuem altíssima resistência e são usados para produzir coletes à prova de balas, chassis de carros de corrida e peças de avião.

Classificação dos polímeros

1)Quanto à estrutura

Termoplásticos = são polímeros filiformes, moldáveis com a variação de temperatura. Ex: garrafa de refrigerante.

Termofixos = são polímeros tridimensionais (reticulados), sendo resistentes fisicamente às variações de temperatura. Ex: Bola de bilhar.

2)Quanto à disposição dos monômeros

Homopolímeros = são formados pela repetição de somente um monômero. Copolímeros = são produzidos com dois ou mais monômeros, cujas unidades podem ser distribuídas randomicamente , em uma maneira alternada ou em bloco. 3)Quanto ao tipo de polimerização Polímeros de adição = são formados por sucessivas adições de monômeros. Os monômeros obrigatoriamente devem possuir pelo menos uma dupla ligação entre carbonos. Polímeros de condensação = são formados, geralmente, pela reação entre dois monômeros diferentes, com a eliminação de moléculas pequenas, por exemplo, água.

Polímeros de adição

1) Polietileno (PE) = utilizado na fabricação de sacos plásticos, garrafas, brinquedos, revestimento de fios e objetos diários comuns.

Geralmente a polimerização de adição é iniciada pela adição de pequenas quantidades de compostos que produzem radicais livres. O radical reage com o monômero dando início a polimerização. 2) Policloreto de vinila (PVC) = utilizado na fabricação de tubulações, discos, pisos, capas de chuva e couro sintético.

3) Teflon = usado na fabricação de fitas de vedação, revestimentos antiaderentes de panelas, canos e equipamentos na indústria química. Excepcionalmente inerte não combustível e bastante resistente.

4) Poliestireno = usado na fabricação de pratos, copos, xícaras, seringas e outros materiais rígidos transparentes. Quando sofre expansão por gases origina o isopor.

5) Borracha natural = A borracha natural é mole e não apresenta resistência mecânica. Para ser utilizada industrialmente ela deve ser vulcanizada.

Vulcanização

A vulcanização descoberta em 1839 por Charles Goodyear consiste em aquecer a borracha natural na presença de enxofre e catalisadores. A vulcanização aumenta a estabilidade e a elasticidade

H2C CH2 H2C CH2 ( )n nEtileno

H2C CH

Cl

H2C CH

Cl

n n ( )Cloreto de vinila

n n ( )C

F

F

C

F

F

C

F

F F

F

C

Tetrafluoretileno

nn ( )HC CH2 HC CH

Estireno

nn ( )H2C C CH CH2

CH3

C CH CH2

CH3

H2C2-metilbuta-1,3-dieno ( isopreno)

mmoonnôômmeerr

oo mmoonnôômmeerr

oo mmoonnôômmeerr

oo mmoonnôômmeerr

oo

....... mmoonnôômmeerr

oo ddíímmeerroo

ttrríímmeerroo

tteettrrââmmeerroo

ppoollíímmeerroo

“ estrutura filiforme”

“ Estrutura reticulada”

POLÍMEROS

2

da borracha. Após a vulcanização a borracha é usada na fabricação de camisinhas, chupetas, elásticos, pneus de grande porte, bicos de mamadeira. 6) Poliacetileno = primeiro polímero condutor de corrente elétrica. A capacidade de condução elétrica se deve à presença de duplas ligações alternadas em sua estrutura

7) Poliacrilonitrila (orlon ou PAN) = utilizado na fabricação de cobertores, mantas, tapetes, carpetes e tecidos para inverno.

8) Buna –S = borracha sintética usada na fabricação de pneus. É conhecida pela sigla GRS ou SBR.

Polímeros de condensação 1)Náilon 66 = usado na fabricação de engrenagens, rolamentos, fabricação de fibras têxteis, artigos esportivos, pára-quedas.

2)Kevlar = utilizado para produzir coletes e capacetes à prova de balas, chassis de carros de corrida e peças de avião.Formado a partir do ácido tereftálico e a p-benzenodiamina.

3)Poliéster (polietilenotereftalato) = utilizado na fabricação de tecidos, cordas, fitas de áudio e vídeo, embalagens e garrafas de bebidas. Formado a partir do ácido tereftálico e o etilenoglicol.

4) Baquelite = usado na fabricação de cabos de panela, tomadas, interruptores de luz, plugues, telefones, peças industriais elétricas. Geralmente possui estrutura reticulada.Formado a partir de fenol e metanol.

Polímeros de estrutura reticulada (tridimensional) quando aquecidos não sofrem fusão , o que ocorre é uma decomposição da estrutura.

Polímero de rearranjo

Nesse tipo de polimerização os monômeros sofrem um rearranjo em suas estruturas durante a polimerização. O polímero de

rearranjo mais comum é a poliuretana utilizada na fabricação de espumas de colchões, estofados, forração e isolante térmico e acústica.

Exercícios

01 - (FGV-SP) O polipropileno (PP), um termoplástico commodity, é uma das resinas que apresentou maior crescimento no consumo, nos últimos anos, devido à sua grande versatilidade em inúmeras aplicações. O monômero utilizado para obtenção do PP está representado na alternativa

a)

CH3

n

b) H

C

H

C

C

N

H

c) CH2 CH

Cl

d)

e)

02 - (PUC-RS)

O estireno, que apresenta a estrutura química mostrada abaixo, é o precursor do poliestireno (isopor), um isolante térmico obtido pela reação de ______________dos monômeros.

CH CH2

Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna acima. a)copolimerização b)adição c)eliminação d)condensação e)hidrólise

03 - (UFCG-PB)

A borracha é um polímero formado pela condensação do monômero 2-metil-1,3-butadieno. Sabe-se que, em presença do ozônio O3, a borracha é atacada quimicamente, tornando-se quebradiça. Com base em seus conhecimentos sobre ligações químicas em compostos orgânicos, identifique dentre as quatro afirmativas abaixo as duas corretas. 1. O polímero formado é um polímero de adição que apresenta

isomeria espacial devido à criação de estereocentros durante a reação de polimerização.

2. O tipo de isomeria apresentado pelo polímero formado é plano, do tipo cis-trans.

3. O polímero se torna quebradiço devido ao ataque dos grupos metila pela molécula de ozônio, provocando uma reação de adição.

4. O ataque das duplas ligações pela molécula de ozônio, responsável pela quebra das moléculas do polímero, é uma reação de oxidação.

Estão corretas as afirmativas: a)1 e 4. b)1 e 3. c)2 e 3. d)2 e 4. e)1 e 2.

04 - (UFG-GO)

A decomposição térmica do poli(cloreto de vinila) ou PVC pode ser realizada por meio de um pequeno experimento, representado pelo esquema a seguir, no qual é produzido um gás ácido que é borbulhado em uma solução de nitrato de prata.

n n ( )HC CH HC CHacetileno

nn ( )H2C CH

OC

O

CH3

CH

OC

O

CH3

H2C

acetato de vinila

H2C CH CH CH2 H2C CH+n n H2C CH CH CH2 H2C CH( )nbuta-1,3-dieno

estireno ou vinilbenzeno

CHO

O

(CH2)4 C OH

O

NH

H

(CH2)6 N H

H

+n n

C

O

(CH2)4 C

O

N

H

(CH2)6 N

H( )n

2n+ H2O

CCO

H2N

O

NH2

CCO

N

O

N

H H

+

( ) +

n n

2nH2OC C

O O

C C

O O

OHHO

n

CCO

HO

O

OH HO CH2 CH2 OH

CCO

O

O

O CH2 CH2

+

( ) +

nn

2nH2O

OHHH

OHHH

C

O

H H+ + nn

OH

C

H

H( )n/2n/2

+ nH2O

N N C OCO HO CH2 CH2 OH

C

O

N

H

N

H

C

O

O CH2 CH2 O( )n

nn

Diisocianato de parafenileno Etilenoglicol

Considerando o experimento apresentado, responda:a) Qual gás ácido será produzido pela decomposição do PVC?b) Qual o sal que precipita na solução de AgNO

borbulhamento? 05 - (UFF-RJ)

Os polímeros estão presentes no nosso diafazem parte de embalagens e até de automóveis. Nos últimos Jogos Olímpicos, polímeros foram usados como material de construção do Cubo d´Água, onde se realizaram competições aquáticas, e matéria-prima para confecção dos maiôs dos nadadores. Sabeos polímeros são obtidos por reações de polimerização de unidades monoméricas. O FEP (etil-propileno fluoretizado) é um polímero fluorado, obtido pela polimerização dos monômeros tetrafe hexafluorpropileno.

As estruturas desses monômeros e a reação de polimerização são:

C C

F

F

F

F

+ C C

F

F3C

F

F

tetrafluoretileno hexafluorpro

PolimerizaçãoC C

F F

FF

Com base nessas informações, pode-se dizer que:I. nas duas unidades monoméricas apresenta

átomos de Carbono hibridizados na forma II. o tetrafluoetileno é mais apolar do que o hexafluorpropileno;III. em uma das unidades monoméricas apresentadas existe um

átomo de Carbono tetraédrico; IV. uma das unidades monoméricas apresen

ativa; V. na reação de polimerização apresentada, o polímero formado

possuiria maior ponto de ebulição do que as unidades monoméricas.

Assinale a opção correta. a) As afirmativas I e II estão corretas.b) As afirmativas I, III e V estão corretas.c) As afirmativas II, III e V estão corretas.d) As afirmativas II e IV estão corretas.e) As afirmativas IV e V estão corretas.

06 - (UERJ)

Para suturar cortes cirúrgicos são empregados fios constituídos por um polímero biodegradável denominado poliacrilamida.O monômero desse polímero pode ser obtido através da reação do ácido propenóico, também denominado ácido acrílico, com a amônia, por meio de um processo de aquecimento.Escreva as equações químicas completas correspondentes à obtenção do monômero e do polímero.

07 - (UEMS)

O cloreto de polivinila (PVC) é um plástico muito utilizado em produtos domésticos variados, tubos e conexões hidráulicas. O polímero de PVC é um material instável em relação ao calor e à luz

3

xperimento apresentado, responda:

Qual gás ácido será produzido pela decomposição do PVC? Qual o sal que precipita na solução de AgNO3 durante o

Os polímeros estão presentes no nosso dia-a-dia, em materiais que fazem parte de embalagens e até de automóveis. Nos últimos Jogos Olímpicos, polímeros foram usados como material de construção do Cubo d´Água, onde se realizaram competições aquáticas, e como

prima para confecção dos maiôs dos nadadores. Sabe-se que os polímeros são obtidos por reações de polimerização de unidades

propileno fluoretizado) é um polímero fluorado, obtido pela polimerização dos monômeros tetrafluoretileno

As estruturas desses monômeros e a reação de polimerização são:

F

F

opileno

Polimerização

C C C

F F F

FFCF3

FEP

se dizer que:

nas duas unidades monoméricas apresentadas só existem átomos de Carbono hibridizados na forma sp2; o tetrafluoetileno é mais apolar do que o hexafluorpropileno; em uma das unidades monoméricas apresentadas existe um

uma das unidades monoméricas apresentadas é opticamente

na reação de polimerização apresentada, o polímero formado possuiria maior ponto de ebulição do que as unidades

As afirmativas I e II estão corretas. o corretas.

As afirmativas II, III e V estão corretas. As afirmativas II e IV estão corretas. As afirmativas IV e V estão corretas.

Para suturar cortes cirúrgicos são empregados fios constituídos por um polímero biodegradável denominado poliacrilamida. O monômero desse polímero pode ser obtido através da reação do ácido propenóico, também denominado ácido acrílico, com a

meio de um processo de aquecimento. Escreva as equações químicas completas correspondentes à obtenção

O cloreto de polivinila (PVC) é um plástico muito utilizado em produtos domésticos variados, tubos e conexões hidráulicas. O polímero de PVC é um material instável em relação ao calor e à luz

que se degrada às temperaturas relativamente baixas (aproximadamente 130ºC) com liberação de ácido clorídrico. A reação química de decomposição térmica é representada pela equação:

[CH2

A respeito da decomposição térmica e a química do polímero PVC, é incorreto dizer que:a) o PVC é formado por um

cloreto de vinila b) se o HCl liberado for coletado e borbulhado em um pequeno

volume de água contendo um indicador ácidodissolvido, a substância HCl pode ser identificada pelde cor.

c) o cloreto de vinila

d) o termo vinila refere

derivado do etileno e) a reação de decomposição térmica do PVC mostra

desidrogenação. 08 - (UESPI)

As fraldas descartáveis contêm um polímero hidrofóbico, cuja função é a de ajudar a evitar o vazamento de líquido para fora da fralda, e um polieletrólito sintético, que, quando misturado com água, forma um gel. Qual das opções abaixo traz o componente para uso como polímero hidrofóbico e polieletrólito sintético, respectivamente, de fraldas descartáveis?a) Polietileno e poliacrilato de sódio.b) Polpa de celulose e poliuretano.c) Poliestireno e amido.d) Oligopeptídeos e poliisopreno.e) Polpa de celulose e PVC.

09 - (UDESC)

O poli(tereftalato de etileno), PET, é um termoplástico muito utilizado em garrafas de refrigerantes. Esse composto pode ser obtido pela reação química representada pela equação:

H3C O C

O

O

+ n CH3OH

HO CH+

Em relação aos compostos polimerização, pode

a) Um poliéster, produzido pela policondensação de um

hidrocarboneto aromático e um diálcool.b) Uma poliamida, produzida pela policondensação de uma

diamina aromática e um diálcool.c) Um poliéter aromático, produzido pela poliadição de um diéster

e um diácido carboxílico.d) Um poliéster, produzido pela policondensação de um diéster e

um diálcool.e) Um polímero vinílico, produzido pela poliadição de monômeros

vinílicos. 10 - (UPE)

O “náilon 66” é obtido através da reação entre um ácido dicarboxílico e uma diamina. A primeira etapa da reação produz um composto que pertence à funçãoa)cetona. b)isonitrila.

11 - (UFG)

Copolímeros de etileno com acetato de vinila (EVA) são miscíveis com policloreto de vinila (PVC). Essa mistura é empregada em solados, mangueiras e no isolamento de cabos elétricos. A estrutura desses materiais é representada a seguir:

que se degrada às temperaturas relativamente baixas damente 130ºC) com liberação de ácido clorídrico. A

reação química de decomposição térmica é representada pela

HCl(g) (s)CH][CH(s)CHCl] nn2 +=→ A respeito da decomposição térmica e a química do polímero PVC, é incorreto dizer que:

o PVC é formado por uma reação de polimerização, a partir do cloreto de vinila CHClCH2 = . se o HCl liberado for coletado e borbulhado em um pequeno volume de água contendo um indicador ácido-base apropriado dissolvido, a substância HCl pode ser identificada pela mudança

o cloreto de vinila CHClCH2 = é o monômero do PVC.

o termo vinila refere-se ao radical monovalente •= CHCH2 ,

derivado do etileno 22 CHCH = . a reação de decomposição térmica do PVC mostrada é do tipo desidrogenação.

As fraldas descartáveis contêm um polímero hidrofóbico, cuja função é a de ajudar a evitar o vazamento de líquido para fora da fralda, e um polieletrólito sintético, que, quando misturado com água, forma um gel. Qual das opções abaixo traz o componente mais indicado para uso como polímero hidrofóbico e polieletrólito sintético, respectivamente, de fraldas descartáveis?

Polietileno e poliacrilato de sódio. Polpa de celulose e poliuretano. Poliestireno e amido. Oligopeptídeos e poliisopreno. Polpa de celulose e PVC.

(UDESC) O poli(tereftalato de etileno), PET, é um termoplástico muito utilizado em garrafas de refrigerantes. Esse composto pode ser obtido pela reação química representada pela equação:

C

O

O CH3 +

C

O

C

O

O CH2 CH2n

+

H2 CH2 OH

Em relação aos compostos A, B e C e ao tipo de reação de polimerização, pode-se afirmar que o composto C é:

Um poliéster, produzido pela policondensação de um hidrocarboneto aromático e um diálcool. Uma poliamida, produzida pela policondensação de uma diamina aromática e um diálcool.

m poliéter aromático, produzido pela poliadição de um diéster e um diácido carboxílico. Um poliéster, produzido pela policondensação de um diéster e um diálcool. Um polímero vinílico, produzido pela poliadição de monômeros

(UPE PE/2009) O “náilon 66” é obtido através da reação entre um ácido dicarboxílico e uma diamina. A primeira etapa da reação produz um composto que pertence à função

isonitrila. c)nitrila. d)amida. e)aldeído.

(UFG) Copolímeros de etileno com acetato de vinila (EVA) são miscíveis com policloreto de vinila (PVC). Essa mistura é empregada em solados, mangueiras e no isolamento de cabos elétricos. A estrutura desses materiais é representada a seguir:

C C

H H

H Cln

PVC

C C

HH

H H

A miscibilidade do copolímero EVA com o PVC pode ser explicadaa) pelo caráter polar do acetato de vinila.b) pelo baixo grau de ramificação do copolímero EVA.c) pela formação de pontes de hidrogênio.d) pela similaridade estrutural dos polímeros.e) pela diferença no grau de polimerização.

12 - (UNICAMP)

Um maiô produzido com material polimérico foi utilizado pela maioria dos competidores de natação em Beijing. Afirmaoferece uma série de vantagens para o desempenho dos nadadores: redução de atrito, flutuabilidade, baixa absorção de água, ajusimetria corporal e melhoria de circulação sanguínea, entre outras. O tecido do maiô é um misto de náilon e elastano, esse último, um copolímero de poliuretano e polietilenoglicol.

a) A cadeia do poliuretano a que se refere o texto está parcialment

representada abaixo. Preencha os quadrados com símbolos atômicos, selecionados entre os seguintes: H, F, U, C, N, O, Sn.

b) O náilon, que também forma o tecido do maiô, pode ser obtido por reações entre diaminas e ácidos dicarboxílicos, sendo a mais comum a reação de hexametilenodiamina e ácido adípico. De acordo com essas informações, seria possível utilizar o ácido lático, citado na questão nº 3, para se preparar algum tipo de náilon? Justifique.

13 - (UNIFESP)

As garrafas PET são um dos problemas de poluição citados por ambientalistas; sejam depositadas em aterros sanitários ou até mesmo jogadas indiscriminadamente em terrenos baldios e cursos d’água, esse material leva cerca de 500 anos para se degradar. A rtem sido uma solução válida, embora ainda não atinja nem metade das garrafas PET produzidas no país. Pesquisadores brasileiros estudam o desenvolvimento de um plástico obtido a partir das garrafas PET, que se degrada em apenas 45 dias. O segredo desenvolvimento do novo polímero foi utilizar em sua síntese um outro tipo de plástico, no caso um poliéster alifático, para acelerar o processo de degradação. O polímero PET, poli(tereftalato de etileno), é obtido a partir da reação do ácido tereftpresença de catalisador e em condições de temperatura e pressão adequadas ao processo.

HOOC COOH

ácido tereftálico

a) Dê a fórmula estrutural do PET. Em relação à estrutura química

dos polímeros citados, o que pode estar associado quanto à biodegradabilidade dos mesmos?

b) O etanol é semelhante ao etilenoglicol. Dentre esses dois álcoois, qual deve apresentar menor pressão de vapor e qual deve apresentar menor temperatura de ebulição? Justifiq

14 - (FUVEST)

A celulose é um polímero natural, constituído de alguns milhares de unidades de glicose. Um segmento desse polímero é representado por

4

C C

H

H

H

H

C

H

O

C

CH3

Ox y

nEVA

A miscibilidade do copolímero EVA com o PVC pode ser explicada

pelo caráter polar do acetato de vinila. pelo baixo grau de ramificação do copolímero EVA. pela formação de pontes de hidrogênio.

la similaridade estrutural dos polímeros. pela diferença no grau de polimerização.

Um maiô produzido com material polimérico foi utilizado pela maioria dos competidores de natação em Beijing. Afirma-se que ele oferece uma série de vantagens para o desempenho dos nadadores: redução de atrito, flutuabilidade, baixa absorção de água, ajuste da simetria corporal e melhoria de circulação sanguínea, entre outras. O tecido do maiô é um misto de náilon e elastano, esse último, um copolímero de poliuretano e polietilenoglicol.

A cadeia do poliuretano a que se refere o texto está parcialmente representada abaixo. Preencha os quadrados com símbolos atômicos, selecionados entre os seguintes: H, F, U, C, N, O, Sn. O náilon, que também forma o tecido do maiô, pode ser obtido por reações entre diaminas e ácidos dicarboxílicos, sendo a mais

m a reação de hexametilenodiamina e ácido adípico. De acordo com essas informações, seria possível utilizar o ácido lático, citado na questão nº 3, para se preparar algum tipo de

As garrafas PET são um dos problemas de poluição citados por ambientalistas; sejam depositadas em aterros sanitários ou até mesmo jogadas indiscriminadamente em terrenos baldios e cursos d’água, esse material leva cerca de 500 anos para se degradar. A reciclagem tem sido uma solução válida, embora ainda não atinja nem metade das garrafas PET produzidas no país. Pesquisadores brasileiros estudam o desenvolvimento de um plástico obtido a partir das garrafas PET, que se degrada em apenas 45 dias. O segredo para o desenvolvimento do novo polímero foi utilizar em sua síntese um outro tipo de plástico, no caso um poliéster alifático, para acelerar o processo de degradação. O polímero PET, poli(tereftalato de etileno), é obtido a partir da reação do ácido tereftálico com etilenoglicol na presença de catalisador e em condições de temperatura e pressão

HO C

H

C

H

H H

OH

etilenoglicol

Dê a fórmula estrutural do PET. Em relação à estrutura química

ros citados, o que pode estar associado quanto à

O etanol é semelhante ao etilenoglicol. Dentre esses dois álcoois, qual deve apresentar menor pressão de vapor e qual deve apresentar menor temperatura de ebulição? Justifique.

A celulose é um polímero natural, constituído de alguns milhares de unidades de glicose. Um segmento desse polímero é representado por

OOH

CH

Produz-se o acetato de celulose, usado na fabricação de fibras têxteis, fazendo-se reagir a celulose com anidrido acético. Um exemplo de reação de triacetilação é:

H

H

H

g

a) Escreva a unidade monomérica da celulose após ter sido triacetilada, isto é, após seus três grupos hidroxilacom anidrido acético. Represente explicitamente todos os átomos de hidrogênio que devem estar presentes nessa unidade monomérica triacetilada.

b) Calcule a massa de anidrido acético necessária para triacetilar 972 g de celulose.

c) Calcule o cadeia polimérica de certa amostra de celulose cuja massa molar

média é 4,86Dados: massas molares (g molanidrido acético ...................................... 102unidade monomérica da

15 - (UFOP)

Uma cozinheira de certo restaurante constatou com sua experiência diária que os panos de prato de algodão são mais eficientes para enxugar vasilhas do que um tecido de poliéster. O algodão é um material polimérico natural composto essencialmente de celupoliéster utilizado nos tecidos, comercializado como Dracon ou Terilene, é composto de um polímero sintético chamado de poli(tereftalato de etileno). As estruturas desses polímeros são mostradas a seguir:

a) Tendo em vista a estrutura dos dois polímeros, forneça uma explicação plausível para a maior eficiência do pano de prato de algodão.

b) A celulose é formada por um único monômero. Forneça o nome e a estrutura desse monômero.

c) O poli(tereftalato de etileno) é formado por dois monômeros. Forneça a estrutura desses monômeros e identifique as funções orgânicas presentes.

16 - (UFSCAR)

Uma porção representativa da estrutura do polímero conhecido como Kevlar, patente da DuPont, é mostrada na figura a seguir.

OH

H2OH

OH

O

OOH

CH2OH

OH

O

OOH

CH2OH

OH

O

(C6H10O5)n = celulose

unidade monomérica(C6H10O5)

se o acetato de celulose, usado na fabricação de fibras têxteis,

agir a celulose com anidrido acético. Um exemplo de reação de triacetilação é:

H2C OH

HC OH + 3

H2C OH

H3C C

O

C

O

O

H3C

glicerol anidrido acético

H2C O C

O

CH3

HC O C

O

CH3 + 3 H3C C

O

OH

H2C O C

O

CH3

triacetato de glicerila

ácido acético

Escreva a unidade monomérica da celulose após ter sido triacetilada, isto é, após seus três grupos hidroxila terem reagido com anidrido acético. Represente explicitamente todos os átomos de hidrogênio que devem estar presentes nessa unidade monomérica triacetilada. Calcule a massa de anidrido acético necessária para triacetilar 972 g de celulose.

número de unidades monoméricas, presentes na cadeia polimérica de certa amostra de celulose cuja massa molar

15 mol g 10 4,86 −× . : massas molares (g mol–1)

anidrido acético ...................................... 102 unidade monomérica da celulose ............. 162

(UFOP) Uma cozinheira de certo restaurante constatou com sua experiência diária que os panos de prato de algodão são mais eficientes para enxugar vasilhas do que um tecido de poliéster. O algodão é um material polimérico natural composto essencialmente de celulose. O poliéster utilizado nos tecidos, comercializado como Dracon ou Terilene, é composto de um polímero sintético chamado de poli(tereftalato de etileno). As estruturas desses polímeros são mostradas a seguir:

O

H OH

O

O

H

OH

H

H

H

HO

n

Celulose

C

O

C

O

OCH2CH2O

n

Poli(tereftalato de etileno)

Tendo em vista a estrutura dos dois polímeros, forneça uma explicação plausível para a maior eficiência do pano de prato de

A celulose é formada por um único monômero. Forneça o nome e a estrutura desse monômero.

poli(tereftalato de etileno) é formado por dois monômeros. Forneça a estrutura desses monômeros e identifique as funções orgânicas presentes.

(UFSCAR) Uma porção representativa da estrutura do polímero conhecido como Kevlar, patente da DuPont, é mostrada na figura a seguir.

5

C

O

C

O

N

H

N

H

C

O

C

O

H

N

C

O

C

O N

H

C

O

C

O

A estrutura pode ser descrita como sendo formada por longas fibras poliméricas, aproximadamente planares, mantidas por ligações covalentes fortes, e cada fibra interagindo com suas vizinhas através de ligações de hidrogênio, representadas por linhas interrompidas na figura. Devido ao conjunto dessas interações, o polímero é altamente resistente a impactos, propriedade que é aproveitada na confecção de coletes à prova de bala. a) Escreva as fórmulas estruturais dos dois reagentes utilizados na

síntese do Kevlar, identificando as funções orgânicas presentes nas moléculas de cada um deles.

b) Transcreva a porção representativa da fórmula estrutural da fibra polimérica em destaque na figura (dentro dos colchetes) para seu caderno de respostas. Assinale e identifique a função orgânica que se origina da reação de polimerização.

17 - (FUVEST)

Ésteres podem ser preparados pela reação de ácidos carboxílicos ou cloretos de ácido, com álcoois, conforme exemplificado:

Recentemente, dois poliésteres biodegradáveis (I e II) foram preparados, utilizando, em cada caso, um dos métodos citados.

a) Escreva a fórmula mínima da unidade estrutural que se repete n vezes no polímero I .

Dentre os seguintes compostos, )cis( OHCHCHCHHOCH 22 =

OHCHCHCHHOCH 2222

)trans( HCOCHCHCHCCHHO 2222 =

)cis( HCOCHCHCHCCHHO 2222 = ,

quais são os reagentes apropriados para a preparação de b) I c) II

18 - (UNESP)

Polímeros formados por mais de um tipo de unidade monomérica são chamados copolímeros. Um exemplo é o Nylon-66, no qual as unidades repetitivas são formadas por 1,6-diaminohexano (H2N(CH2)6NH2) e por ácido adípico (HOOC(CH2)4COOH). Identifique nas figuras de 1 a 4 os tipos de copolímeros formados pelos monômeros A e B.

AAAABBBB ABABABABA AABAABAB AAAAAAAAA

B

B

B

B

1 2 3 4

a) 1 - bloco, 2 - alternante, 3 - aleatório e 4 – grafitizado. b) 1 - grafitizado, 2 - bloco, 3 - alternante e 4 – aleatório.

c) 1 - bloco, 2 - grafitizado, 3 - aleatório e 4 - alternante. d) 1 - aleatório, 2 - bloco, 3 - grafitizado e 4 - alternante. e) 1 - alternante, 2 - grafitizado, 3 - bloco e 4 – aleatório.

19 - (UFG)

No município de Acreúna se produz boa parte do algodão herbáceo (celulose) do Estado. Esse algodão é muito utilizado no fabrico de fibras de tecidos, que são coradas com substâncias como o índigo. As fórmulas estruturais planas da celulose e do índigo são apresentadas a seguir:

O

OOH

OH

CH2OH

O

OCH2OH

OH

OH

O

Celulose

N

O

H

N

O

H

Indigo Sobre as estruturas da celulose e do índigo, é correto afirmar que: 01. o monômero da celulose possui cinco átomos de oxigênio. 02. a insolubilidade do índigo em água deve-se, principalmente, à

presença de grupos fenila em sua estrutura. 03. a fórmula mínima do índigo é C8H5NO. 04. o índigo e a celulose interagem através de pontes de hidrogênio.

20 - (FUVEST)

Aqueles polímeros, cujas moléculas se ordenam paralelamente umas às outras, são cristalinos, fundindo em uma temperatura definida, sem decomposição. A temperatura de fusão de polímeros depende, dentre outros fatores, de interações moleculares, devidas a forças de dispersão, ligações de hidrogênio, etc., geradas por dipolos induzidos ou dipolos permanentes. Abaixo são dadas as estruturas moleculares de alguns polímeros.

CH2 CH

CH3

n

polipropileno

N CH

CH3

H

CH2 C

O

npoli(ácido 3-aminobutanóico)

OH

CH2

OH

CH2CH2

CH2

CH2

OH

CH2

CH2

CH2

OH

CH2

CH2

OHCH2

OH OH

CH2

CH2

CH2

OH CH2

CH

baquelita (fragmento de estrutura tridimensional)

Cada um desses polímeros foi submetido, separadamente, a aquecimento progressivo. Um deles fundiu-se a 160ºC, outro a 330ºC e o terceiro não se fundiu, mas se decompôs. Considerando as interações moleculares, dentre os três polímeros citados, a) qual deles se fundiu a 160 ºC? Justifique. b) qual deles se fundiu a 330 ºC? Justifique. c) qual deles não se fundiu? Justifique.

21 - (UFG)

Os plastificantes pertencem a uma classe especial de aditivos que podem ser incorporados à resina de PVC de modo a gerar materiais flexíveis. Abaixo são mostrados dois esquemas para as cadeias de PVC, sem e com o plastificante tipo ftalato, respectivamente:

H3C C

O

OH+ CH3CH2OH H3C C

O

OCH2CH3

+ H2O

+ HCl+ CH3CH2OH H3C C

O

OCH2CH3

H3C C

O

Clum cloretode ácido

O O [CH2]4

On

I

O

O

O

[CH2]4

O

n

II

ClCCH2CH2CH2CH2CCl

OO

H2C

C Cl

H2C

H

C ClH

H2C

H2C

C Cl

H2C

H

C ClH

H2C

esquema 1

H2C

C Cl

H2C

H

C ClH

H2C

H2C

C Cl

H2C

H

C ClH

H2C

esquema 2

C

O

O

R

CO

OR

De acordo com os esquemas apresentados, podefunção do plastificante é a) aumentar a ramificação do PVC. b) aumentar a interação eletrostática entre os átomos de C

camada e o de H de outra camada. c) atenuar as ligações dipolo-dipolo entre as cadeias poliméricas.d) minimizar o impedimento estérico.e) reduzir o grau de polimerização.

GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: B 3) Gab: D 4) Gab:

a) O ácido liberado é o ácido clorídrico.b) O sal precipitado é o cloreto de prata (AgCl).

5) Gab: C 6) Gab:

Obtenção de monômero:

Obtenção de polímero:

7) Gab: E 8) Gab: A 9) Gab: D 10) Gab11) Gab: A 12) Gab:

a)

b) Não. O ácido lático não poderia ser usado para produzir um tipo de náilon, pois conforme o texto da questão, a reação requer um ácido dicarboxílico e o ácido lático é um ácido monocarboxílico.

13) Gab: a) A fórmula estrutural do PET é:

C

O

C

O

O C

A biodegradabilidade dos novos polímeros está associada à ausência de anéis aromáticos em sua estrutura.

b) Dentre os dois álcoois citados, o que apresenta forças intermoleculares menos intensas é o etanol, que possui apenas um único grupo polar — OH, e que, conseqüentemente, possui maior pressão de vapor e menor temperatura de ebulição que o etilenoglicol. Logo, o etilenoglicol apresenta a menor pressão de vapor.

14) Gab: a)

O

CH2OOCCH3

HH

O

H

OOCCH3 H

OOCCH3

H

b) 1 836 g na. acético

6

l

De acordo com os esquemas apresentados, pode-se afirmar que a

aumentar a interação eletrostática entre os átomos de Cl de uma

dipolo entre as cadeias poliméricas. minimizar o impedimento estérico.

O ácido liberado é o ácido clorídrico. O sal precipitado é o cloreto de prata (AgCl).

Gab: D

Não. O ácido lático não poderia ser usado para produzir um tipo de náilon, pois conforme o texto da questão, a reação requer um ácido dicarboxílico e o ácido lático é um ácido monocarboxílico.

CH2 CH2 O

n

A biodegradabilidade dos novos polímeros está associada à ausência de anéis aromáticos em sua estrutura. Dentre os dois álcoois citados, o que apresenta forças

os intensas é o etanol, que possui apenas OH, e que, conseqüentemente, possui

maior pressão de vapor e menor temperatura de ebulição que o etilenoglicol. Logo, o etilenoglicol apresenta a menor pressão de

c) molécula

monomérica unidades3000

15) Gab: a) A maior eficiência do pano de prato de algodão decorre da

maior intensidade de forças intermoleculares com a água (ligações de hidrogênio).

b) Nome: glicose Estrutura:

Celulo

OH

H OH

H

H

HO

c)

HO C

O

ácido

HO C

16) Gab: a) O Kevlar pode ser obtido da copolimerização por condensação

dos seguintes monômeros:

H

b)

C

O

17) Gab: a) C5H7O2 b) CHCHCHHOCH2 =

e

c) CHCHHOCH 22

e CHCCHHO 22 =

18) Gab: A 19) Gab: 01–E; 02–E; 0320) Gab:

a) Polipropileno. Apresenta estrutura apolar, portanto as interações moleculares são mais fracas (dipolos induzidos).

b) Poli (ácido 3portanto as interações moleculares são mais fortes (dipolos permanentes

c) Baquelita. Apresenta uma estrutura tridimensional única e não moléculas ordenadas paralelamente, por isso se decompôsse fundiu.

21) Gab:C

ClCCH2CH2CH2CH

O

celulose molécula

smonomérica

A maior eficiência do pano de prato de algodão decorre da maior intensidade de forças intermoleculares com a água (ligações de hidrogênio). Nome: glicose

ose

O

OH

H

OH

HH

C

O

OH

o carboxílico

CH2 CH2 OH

álcool

O Kevlar pode ser obtido da copolimerização por condensação dos seguintes monômeros:

C

O

HO C

O

OH

função: ácido carboxílico

NH2H2N

função: amina

H

N

C

O

N

H

função: amida

)cis( OHCHCH2

OHCHCH 22

)trans( HCOCHCH 22=

E; 03–C-; 04–C

Polipropileno. Apresenta estrutura apolar, portanto as interações moleculares são mais fracas (dipolos induzidos). Poli (ácido 3-aminobutanóico). Apresenta estrutura polar, portanto as interações moleculares são mais fortes (dipolos permanentes e ligações de hidrogênio). Baquelita. Apresenta uma estrutura tridimensional única e não moléculas ordenadas paralelamente, por isso se decompôs e não

H2CCl

O