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Antonio Almeida Pereira Sabrina Pereira dos Santos 3º ANO ENSINO MÉDIO AULA 20.1 PROFESSORES 1 AULA 20.1 • Monômeros e polímeros. • Propriedades dos polímeros. • Identificação dos polímeros. • Reações de Polimerização. POLÍMEROS 2 Os polímeros correspondem ao agrupamento de monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. ❖ Polímero, (do grego poli = muito + mero = parte). POLÍMEROS ❖ A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização. São pequenas moléculas capazes de se ligarem com outros monômeros, originando os polímeros (moléculas maiores). ❖ A união de duas moléculas do monômero recebe o nome de dímero. ❖ A união de três moléculas do monômero recebe o nome de trímero MONÔMEROS 3 Grau de polimerização 4 Os polímeros sintéticos podem ser classificados em dois tipos diferentes, denominados polímeros de adição e condensação. OS POLÍMEROS PODEM SER: SINTÉTICOS OU NATURAIS: POLÍMEROS DE ADIÇÃO: Quando as substâncias usadas na geração de polímeros apresentam uma ligação dupla entre os carbonos. Quando ocorre a polimerização, acontece a quebra de uma ligação, gerando duas novas ligações simples. 5 ❖ Colas, ❖ sacolas plásticas, ❖ cadeiras, ❖ Garrafas pet, ❖ mesas, ❖ baldes, Através dos polímeros sintéticos, é possível fabricar vários objetos, dentre eles: 6 São macromoléculas formadas por meio de reações de polimerização em que dois monômeros (iguais ou diferentes) unem-se e é eliminada uma molécula pequena que não fará parte do polímero. POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO As moléculas eliminada podem ser é a água (𝐻2𝑂), o cloreto de hidrogênio (𝐻𝐶𝑙), a amônia (𝑁𝐻3), o cianeto de hidrogênio (𝐻𝐶𝑁), entre outros. 7 POLÍMEROS NATURAIS Os polímeros naturais, assim como os sintéticos, podem ser classificados em dois tipos, polímeros de adição e condensação. POLÍMEROS DE ADIÇÃO - A borracha natural é um polímero de adição, ela é obtida da árvore Hevea brasiliensis, típica da região Amazônica e popularmente conhecida como Seringueira. ❖ A extração da borracha é simples, sendo feita uma incisão (corte) no caule do vegetal e em seguida se obtém um líquido branco denominado Látex, que se transforma em borracha. ❖ O monômero da borracha é o 2-metilbuta-1,3-dieno. 8 9 Os polissacarídeos e as proteínas são polímeros de condensação obtidos a partir de monossacarídeos e aminoácidos, respectivamente. POLÍMEROS NATURAIS DE CONDENSAÇÃO ❖ Os polissacarídeos podem ser a celulose, o amido e o glicogênio, tendo em vista que são retirados através da polimerização dos monossacarídeos, constituídos de glicose, sua fórmula molecular, é: C6H12O6. CELULOSE 10 São polímeros (Polipeptídeos) gerados através da condensação de α- aminoácido, unidos por ligações peptídicas, as quais se encontram inseridas em todas as células vivas, algumas são responsáveis pelo aparecimento de fibras musculares, cabelo e pele. PROTEÍNAS ❖ As enzimas são proteínas que atuam como catalisadores nas reações que acontecem no organismo. ❖ Existem também proteínas que têm função de regular o metabolismo e que contribui no sistema imunológico. 11 12 ❖ Os polímeros podem apresentar diversas propriedades distintas, cada tipo de material possui suas propriedades e características específicas, que determinam suas possíveis aplicações e o melhor processo de transformação. PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS ❖ As propriedades dos polímeros dependem de alguns fatores de suma importância, são eles: natureza química, processo de polimerização e técnica de polimerização. 13 ❖ NATUREZA QUÍMICA: A natureza química dos monômeros que formam o polímero influenciam na estrutura molecular, tanto no que diz respeito à configuração, constituição, peso molecular e conformação das moléculas. ❖ PROCESSO DE POLIMERIZAÇÃO: O processo de polimerização influência nas propriedades dos polímeros no que se refere ao mecanismo envolvido e às suas interações na estrutura do polímero. ❖ TÉCNICA DE POLIMERIZAÇÃO: A escolha da técnica de polimerização contribui para obtenção de um polímero com maior pureza. 14 ❖ DENSIDADE DO MATERIAL: A densidade do material é uma propriedade extremamente importante, principalmente para definir qual o melhor processo de transformação para aquele material. OUTRAS PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS ❖ ESTABILIDADE DIMENSIONAL: Esta propriedade está bastante relacionada com a higroscopicidade do material, ou seja, a característica de absorver ou não umidade, que pode alterar consideravelmente o volume da peça ou produto confeccionado. 15 São propriedades que se referem à quanto de deformação por aplicação de força e/ou alongamento através da tensão, cisalhamento, tração, compressão e pressão o material resiste sem que se deforme ou haja ruptura das cadeias. PROPRIEDADES MECÂNICAS A condutividade térmica dos materiais poliméricos é fundamental para conhecer a quais temperaturas (de processamento e de uso contínuo) o material pode ser submetido sem que haja danos ou que ele inicie processo de deformação térmica. PROPRIEDADES TÉRMICAS: 16 ❖ Alguns polímeros possuem propriedades que os tornam ecologicamente corretos, são os chamados polímeros biodegradáveis, ou seja, materiais que se degradam com maior facilidade no meio ambiente. PROPRIEDADES ECOLÓGICAS ❖ Existem também um outro conceito chamado polímero verde, que se baseia na matéria – prima que originou aquele polímero, se é de origem renovável. 17 Consiste em um conjunto de reações através das quais os monômeros reagem entre si, formando macromoléculas poliméricas, denominadas polímeros. REAÇÕES DE POLIMERIZAÇÃO As macromoléculas possuem como principal característica, elevada massa molar e após a reação de polimerização, a massa molar deve ser superior a 10.000 𝑔/𝑚𝑜𝑙 para que o produto formado seja considerado um polímero. 18 ❖ Parâmetros primários: pressão, temperatura de reação, tempo e presença de iniciador de reação; ❖ Parâmetros secundários: São os itens que são específicos para o polímero a ser produzido, tais como, inibidores, catalisadores, retardadores de reação, controladores de massa molar, reagentes específicos, etc. As reações de polimerização utilizam parâmetros primários e secundários para que possam ocorrer, são eles: 19 A polimerização pode ocorrer em etapas, em cadeia, por abertura de anel ou por copolimerização. POLIMERIZAÇÃO EM ETAPAS: Ocorre pela condensação sequencial de grupos funcionais presentes nos monômeros, formando através das ligações sucessivas o aumento de tamanho das moléculas até que as mesmas formem uma cadeia polimérica (alta massa molar), esse aumento ocorre no decorrer do tempo da reação. ❖ Há formação de subprodutos resultantes da reação, como por exemplo, 𝐻2𝑂, 𝐻𝐶𝑙, 𝑁𝐻3, etc. ❖ Os grupos funcionais dos monômeros são reativos entre si, não necessitando de iniciadores para que ocorra o start da reação. 20 21 EXPLORANDO CONHECIMENTOS DE QUÍMICA ORGÂNICA NO COTIDIANO ESCOLAR Objetivo: Identificar exemplos de polímeros sintéticos presentes em objetos ou materiais encontrados no ambiente escolar. Execução em sala: Formar pequenos grupos e explorando o ambiente escolar (sob supervisão do professor presencial) Cada grupo deve listar ao menos 5 itens que são caracterizados como polímeros sintéticos. Exemplos: Sacolas plásticas, tubos de PVC, etc. Para cada item, os alunos devem identificar, pesquisar e classificar quanto ao tipo de polímero. 22 ❖ Que passou a ser utilizado na fabricação de embalagens de bebidas e alimentos no início da década de 1980. A MATÉRIA-PRIMA DO PLÁSTICO ❖ Em 1985 cerca de 500 mil toneladas de vasilhames já haviam sido produzidos, somente nos Estados Unidos Os plásticos são polímeros produzidos a partir de processos petroquímicos. O PET é um deles, e foi desenvolvido em 1941 pelos químicos ingleses Whinfielde Dickson. 23 ❖PET (Polietileno Tereftalato) ❖PEAD (Polietileno de Alta Densidade) ❖PVC (Policloreto de Vinila) ❖PEBD (Polietileno de Baixa Densidade) ❖PS (Poliestireno) ❖PP (Polipropileno) ❖PVA (Poliacetato de Vinila) A CATEGORIZAÇÃO DOS PRINCIPAIS TIPOS DE POLÍMEROS 24 25 COLA BRANCA APLICAÇÃO PVA – Poliacetato de Vinila um produto formado através da mistura do polímero sintético chamado Poli-Acetato de Vinila com algumas outras substâncias químicas, e tem Água (H2O) como seu principal solvente. 26 Finalização: Os grupos compartilham suas descobertas na sala. 27 REFERÊNCIAS 28 ▪ BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino médio. Ciências da Natureza: Química. Brasília: MEC/Semtec,1999. ▪ CESAR, PAULO. Portal de estudos em Química. Disponível em: http://www.profpc.com.br/index.htm. Acesso em 15 de dezembro de 2023. ▪ CISCATO, C. A. M.; PEREIRA, L. F.; CHEMELLO, E.; PROTI, P. B. Química. Volume 3. 1 ed. São Paulo: Moderna 2016. ▪ FONSECA, M. R. M. da.; Química. Volume 3. 1 ed. São Paulo: Ática, 2013. ▪ LISBOA, J. C. F. et al. Ser Protagonista: química, 3º ano: ensino médio. 3 ed. São Paulo: Edições SM, 2016. ▪ PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume 3. 4 ed. São Paulo: Moderna, 2010. ▪ SANTOS, W. L. P. do.; MÓL, G. de S.; et al. Química Cidadã. Volume 3. 2 ed. São Paulo: Editora AJS, 2013 http://www.profpc.com.br/index.htm Antonio Almeida Pereira Sabrina Pereira dos Santos 3º ANO ENSINO MÉDIO AULA 20.2 PROFESSORES 29 POLÍMEROS 30 AULA 20.2 Os polímeros correspondem ao agrupamento de monômeros que ao se ligarem formam macromoléculas. ❖ Polímero, (do grego poli = muito + mero = parte). POLÍMEROS ❖ A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização. São pequenas moléculas capazes de se ligarem com outros monômeros, originando os polímeros (moléculas maiores). MONÔMEROS ❖ A união de duas moléculas do monômero recebe o nome de dímero. ❖ A união de três moléculas do monômero recebe o nome de trímero 31 Os polímeros sintéticos podem ser classificados em dois tipos diferentes, denominados polímeros de adição e condensação. OS POLÍMEROS PODEM SER: SINTÉTICOS OU NATURAIS: POLÍMEROS DE ADIÇÃO: Quando as substâncias usadas na geração de polímeros apresentam uma ligação dupla entre os carbonos. Quando ocorre a polimerização, acontece a quebra de uma ligação, gerando duas novas ligações simples. 32 São macromoléculas formadas por meio de reações de polimerização em que dois monômeros (iguais ou diferentes) unem-se e é eliminada uma molécula pequena que não fará parte do polímero. POLÍMEROS DE CONDENSAÇÃO As moléculas eliminada podem ser é a água (𝐻2𝑂), o cloreto de hidrogênio (𝐻𝐶𝑙), a amônia (𝑁𝐻3), o cianeto de hidrogênio (𝐻𝐶𝑁), entre outros. 33 ATIVIDADE DE SALA 34 35 QUESTÃO 01: A borracha natural é um elastômero (polímero elástico), que é obtida do látex coagulado da Hevea brasiliensis. Suas propriedades elásticas melhoram quando aquecida com enxofre, processo inventado por Charles Goodyear, que recebe o nome de: A) ustulação B) vulcanização C) destilação D) sintetização E) galvanização 36 QUESTÃO 02: Polímeros são macromoléculas orgânicas construídas a partir de muitas unidades pequenas que se repetem, chamadas monômeros. Indique a alternativa que apresenta somente polímeros naturais. A) Celulose, plástico, poliestireno. B) Plástico, PVC, teflon C) Amido, náilon, polietileno. D) Amido, proteína, celulose. E) Plástico, náilon, amido 37 38 QUESTÃO 03: #Seliganoenem Uma das técnicas de reciclagem química do polímero PET [poli(tereftalato de etileno)] gera o tereftalato de metila e o etanodiol, conforme o esquema de reação, e ocorre por meio de uma reação de transesterificação. 39 O composto A, representado no esquema de reação, é o: A) Metanol B) Metano C) Etoximetano D) Ácido etanoico E) Anidrido etanoico 40 Slide 1: Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29: Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40