Profª Alda Ernestina

Reações Orgânicas

Reações de polimerização

Os polímeros ( do grego poli =muitos + meros = partes) são macromoléculas obtidas da combinação de um número enorme de unidades estruturais que se repetem, chamadas monômeros. A reação de produção dos polímeros é chamada de polimerização. Quanto à fonte de obtenção os polímeros são classificados em dois tipos: naturais e artificiais. São exemplos de polímeros naturais: os carboidratos, as proteínas, os ácidos nucléicos, a celulose, dentre outros. Vamos ater nossa atenção, entretanto, aos polímeros artificiais (ou sintéticos).

Polímeros sintéticos - os polímeros sintéticos como o próprio nome sugere são polímeros que não ocorrem naturalmente e por isso são obtidos industrialmente e apresentam vasta utilidade em nosso cotidiano. Um dos polímeros sintéticos mais comuns é o polietileno, resultante da união de milhares de moléculas de etileno (monômero), conforme mostrado abaixo:

Onde n indica a quantidade de unidades de etileno utilizadas e no caso do polietileno n pode variar de 2.000 a 100.000 unidades de etileno, dependendo das condições reacionais. Como pode ser visto na reação acima, as reações de polimerização geralmente ocorrem sob pressão, na presença de catalisador e aquecimento.

Quanto ao processo de produção, os polímeros sintéticos são classificados em dois tipos:

Polímeros de adição : são obtidos pela reação

de adição sequencial entre moléculas insaturadas. Ou seja, um polímero de adição é a "soma" de moléculas pequenas (monômeros), iguais ou diferentes entre si. Um polímero obtido de um único tipo de monômero é denominado homopolímero. Há entretanto, polímeros que são obtidos a partir de dois ou mais monômeros diferentes, tais polímeros são denominados copolímeros. Para que seja possível a adição, os monômeros utilizados na produção dos polímeros de adição devem apresentar no mínimo uma insaturação, já que a adição só é possível devido à ruptura da ligação

π (pi), com posterior formação de ligação simples entre as moléculas.

Principais polímeros de adição

Polietileno - como apresentado no início do texto, o polietileno é o obtido pela adição de moléculas de etile-

no e é atualmente o plástico mais utilizado, desde à fabricação de sacolinhas plásticas à filmes utilizados na produção de tecidos.

Polipropileno - obtido pela adição de moléculas de propileno e como apresenta alta resistência é utilizado na fabricação de pára-choques de carros, por exemplo.

Cloreto de polivinila (PVC) - obtido pela adição de moléculas de cloreto de vinila. É usado na fabricação de tubos para encanamento, de filmes para embalagens, sapatos plásticos, dentre outros.

Poliestireno - é obtido pela adição de moléculas de estireno. É usado na fabricação de pratos, xícaras, isopor etc.

Poliacetato de vinila (PVA) - é obtido pela adição de moléculas de acetato de vinila e utilizado na produção de gomas de mascar, tintas, adesivos, dentre outros.

Teflon (PTFE) - o teflon ou PTFE (de politetrafluoretileno) devido a sua alta resistência ao calor e a reagentes químicos é um polímero largamente utilizado na fabricação de panelas antiaderentes.

Todos os polímeros exemplificados anteriormente são constituídos por moléculas que apresentam uma única insaturação. Há entretanto, polímeros que são obtidos pela adição de dienos, vejamos alguns exemplos:

Polímeros derivados do isopreno. O isopreno é a unidade monomérica presente na borracha natural. E por esse motivo é utilizado na fabricação de borrachas sintéticas, ou seja, polímeros que apresentam elasticidade semelhante à da borracha natural. Dentre os exemplos temos: poliisopreno, polibutadieno e neopreno. Tais polímeros são denominados polímeros diênicos ou polímeros de adição 1,4 pois seus monômeros são dienos conjugados.

Como já dito anteriormente, há polímeros que são constituídos por monômeros diferentes, os chamados copolímeros, que são obtidos da reação de adição de moléculas diferentes. Dentre os diversos copolímeros de adição podemos citar a Buna-N ou perbunan (borracha sintética) polímero obtido da adição entre x unidades de acrilonitrila e y unidades buta-1,3-dieno.

Por sua vez Buna-S (ou borracha GRS) é o copolímero obtido da reação de adição entre x unidades de estireno e y

unidades de buta-1,3-dieno. E juntamente com Buna-N é utilizado na fabricação de pneus.

Polímeros de condensação : são obtidos pela reação entre dois monômeros, com eliminação de uma

substância mais simples (por exemplo, H2O, HCl, NH3, etc.) e às vezes, por rearranjos entre as moléculas dos monômeros. Vale ressaltar que neste tipo de polimerização os monômeros não precisam apresentar duplas ligações , mas é necessário que apresentem grupos funcionais diferentes.

Polifenóis - são polímeros obtidos pela condensação entre um fenol e um aldeído. A Baquelite foi o primeiro polímero de condensação de importância industrial e resulta da condensação de moléculas de fenol e de metanal. Como mostrado a seguir.

Poliisopreno

Polibutadieno

Neopreno

Como podemos ver os polímeros de adição são de vasta utilidade em nossas vidas, sendo empregados na fabricação de materiais diversos como: plásticos, borrachas, tecidos, filmes, etc.

Outros exemplos de polímeros de condensação muitos comuns em nosso dia-a-dia são os poliésteres que são utilizados em diversos tipos de materiais, desde varas de pesca à fibras têxtis.

Poliésteres - são polímeros obtidos pela reação de esterificação entre um poliácido e um poliálcool. Um poliéster de grande importância é o PET (politereftalato de etileno) utilizado na fabricação das famosas garrafas PET. O PET é obtido da condensação entre o ácido 1,4-benzenodióico (ou tereftálico) e o etileno-glicol (etanodiol).

Poliamidas - são polímeros obtidos pela condensação de diácidos e diaminas, são conhecidos popularmente por náilons. Um exemplo é o náilon-66, polímero obtido da condensação entre uma diamina com 6 carbonos e um diácido também com 6 átomos de carbono (daí a origem do número 66).

Quando o diácido e a diamina são aromáticos dão origem às chamadas poliaramidas, cujo principal representante é o kevlar, polímero de alta resistência e por isso utilizado na fabricação de materiais especiais como: capacetes das forças armadas, coletes à prova de balas, roupas contra incêndios, dentre outros. O kevlar é obtido da condensação entre o ácido tereftálico e o 1,4-diaminobenzeno.

Policarbonatos - são polímeros obtidos pela condensação entre o fosgênio (Cl2-C=O) e um bis-fenol e apresentam como característica principal a presença do grupo carbonato. Os policarbonatos por serem transparentes e resistentes são usados na fabricação de visores de capacetes de motociclistas, em telhas transparentes, em janelas de aviões, dentre outros. Um exemplo de policarbonato é o Lexan, obtido da condensação entre o fosgênio e o sal de sódio do bisfenol A.

P, T

P, T

Exercícios

1. (FATEC-SP) A estrutura de polímero “Orlon”,

utilizado em materiais têxteis, pode ser

representada da seguinte forma:

-CH - CH -2

CN

-CH - CH --CH - CH -2 2

CN CN

A partir dessa estrutura, e sabendo-se que o

“Orlon” é um polímero obtido por adição, pode-se

concluir que o monômero que forma tal polímero é:

a) CH3 - CH2 - CN c) CH2 = CH - CN

b) CN - CH = CH - CN d) CH3 - CN - CH3

2. (UFTM-MG) O acetileno apresenta grande

importância industrial por ser utilizado na produção

de muitos compostos orgânicos. Considere as

seguintes equações:

CH3 CH3(g) HC CH(g) + 2H2(g)calor/catalisador

HC CH + HCl CH2 CHCl

O monômero formado na segunda equação,

quando polimerizado, resulta no polímero:

a) PE - polietileno c) PP- polipropileno

b) PVC - poli(cloreto de vinila) d) PS - poliestireno

3. (UFTM-MG) O etileno, também chamado de

eteno, é um gás produzido pelas plantas quando os

frutos estão em fase de amadurecimento. O etileno

é muito utilizado na indústria química como

reagente de partida para síntese de diferentes

compostos. Para a produção dos compostos I e II, o

etileno deve reagir, respectivamente, com os

compostos:

C C H

HH

H

Cl Cl

C C

HH

H H

I II

n

a) Cl2 e C2H4 c) HCl e C2H6

b) Cl2 e C2H2 d) HCl e C2H4

4. (UFAM-AM) Para que ocorra uma reação de

polimerização do tipo adição, é estritamente

necessário que:

a) não haja ligações insaturadas no monômero

b) o monômero seja estável e radicalar

c) o monômero apresente uma ligação dupla

d) que haja um iniciador polimérico

5. (FGV-SP) O náilon-66, estrutura representada na

figura, é um polímero de ampla aplicação na

indústria têxtil, de autopeças, de eletrodomésticos,

de embalagens e de materiais esportivos.

C (CH2)4

O

C

O

N

H

(CH2)6 N

Hn

Esse polímero é produzido a partir da reação do

ácido hexanodióico com a 1,6-diamino-hexano,

formando-se também água como subproduto.

Quanto à classificação do polímero náilon-66 e ao

tipo de reação de polimerização, é correto afirmar

que se trata de:

a) poliéster e reação de adição.

b) poliéster e reação de condensação.

c) poliamina e reação de condensação.

d) poliamida e reação de condensação.

6. (UFSM-RS) Analisando as representações dos

polímeros sintéticos:

Identifique a alternativa correta:

a) 1 e 2 são poliamidas, polímeros de condensação

b) 1 e 3 são polivinilas, polímeros de adição

c) 1 é um polivinil, polímero de adição

d) 2 e 3 são poliésteres, polímeros de condensação

7. (UFPB-PB) Tratando-se de polímeros, sabe-se

que estes são obtidos pela combinação de

monômeros (moléculas relativamente pequenas).

Encontram-se relacionados a seguir, alguns desses

elementos básicos da polimerização.

H2C CH C N

H2N (CH2)6 NH2

H C

O

H

H2C CH CH3

MON ÔMERO POLÍMERO UTILIZAÇÃO

Orlon, Acrilan

Náilon

Dracon

Baquelite

Propileno Pláticos moldáveis

Fórmica, objetos domésticosisolantes térmicos

Fibras téxteis

Fibras téxteis, linhas de pescaengrenagens

Fabricação de tecidos para roupas,carpetes e estofamentos

H3CCOO COOCH3

Identifique a função química de cada um dos

monômeros apresentados, respectivamente, e

assinale a alternativa correta:

a) Amina, éster, ácido carboxílico, éter, alcino

b) Nitrila, amina, éster, aldeído, alceno.

c) Isonitrila, amida, éster, cetona, alcano.

d) Amina, nitrila, ácido carboxílico, aldeído, alceno.

8. (FSA-SP) Na etiqueta de uma camiseta, lê-se que

a composição do tecido é 50% poliamida e 50%

algodão. Portanto, nessa camiseta estão presentes

os elementos químicos representados por

a) C, H, O e Cl. c) C, H, O e P.

b) C, H, O e N. d) C, N, P e Cl.

9. (UNIRIO-RJ) O Teflon é o nome comercial do poli

-(Tetrafluoroetileno), que é utilizado como

revestimento antiaderente para utensílios de

cozinha e objetos quimicamente resistentes. A

fórmula estrutural de seu monômetro é:

a) F-CI = CICl c) F – CI = CI –C6H5

b) CF2 = CF2 d) F – CI = CI - C≡N

10. (EFOA-MG) A poliacrilonitrila é um polímero

conhecido simplesmente por “acrílico”. Ela pode

ser transformada em fibras que entram na

constituição de diversos tecidos, sendo inclusive

misturada à lã. Parte da fórmula estrutural desse

polímero é representada abaixo:

CH2 CH

CN

CH2 CH

CN

CH2 CH

CN

A partir da fórmula acima, assinale a alternativa

que contém o monômero utilizado no preparo da

poliacrilonitrila.

a) CH2=CHCNCH2=CHCNCH2=CHCN

b) CH3CH2CN

c) CH2=CHCN

d) CH3=CHC=N

11. (UEPB-PB) A polimerização do H2C=CH-Cl dá

origem a um produto (polímero) de fácil

processamento e de grande aplicabilidade

industrial, comercial e até doméstica. Assinale a

alternativa que corresponde a este polímero.

a) Polipropileno c) Poliéster

b) Poliestireno d) PVC

12. (UFTM-MG) Ao unir pequenas moléculas

produzindo outras bem maiores, obtêm-se os

polímeros que estão presentes em inúmeros

objetos do cotidiano, como embalagens e

brinquedos, entre outros. A tabela fica completa se

A, B e C forem, respectivamente:

Monômero Polímero Aplicação A Teflon revestimento de panelas B filmes para embalar alimentos

isopor C

H2C CHCl

H2C CH

a) propileno, poliestireno e isolante térmico.

b) tetrafluoretileno, policloreto de vinila e isolante

térmico.

c) acrilonitrila, policloreto de vinila e tapetes.

d) etileno, polietileno e brinquedos.

GABARITO

1. C; 2. B; 3. A;

4. C; 5. D; 6. C;

7. B; 8. B; 9. B;

10. C; 11. D;