experimentos de polimeros

EIP-2003 Cuarta Sesin

Yris Martinez, William Velsquez

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS FACULTAD DE CIENCIAS

Yris Martnez William Velsquez Erich Salazar [email protected] [email protected] [email protected]

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Yris Martnez, William Velsquez

INDICE Pag Sntesis De Poli-anilina Y Efecto Electrocrmico Sntesis De Poli-anilina. Va Qumica Sntesis Del Nylon 6,6 Cmo Identificar 6 Tipos De Plsticos De Uso Comn? Sntesis Del Polimetilmetacrilato Sntesis Del Polimetilmetacrilato (parte b) Sntesis Del Poliestireno Sntesis Del Poliestireno (parte b) Entrecruzamiento Del Alcohol Polivinilico Sntesis De Poliacrilamida Sntesis De Polmeros Caseros Sntesis De Polmeros Caseros (parte b) Paales Desechables Jugando A Hacer Ciencia Con Goma Blanca Haciendo Nieve Con Goma Blanca Trabajando Con Urea Y Formaldehdo Trabajando Con Fenol Y Formaldehdo Bibliografa 5 6 7 9 11 12 13 14 15 17 18 18 19 21 22 23 24 25

Exp # 1 1b 2 3 4 4b 5 5b 6 7 8 8a 9 10 11 12 12b

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En esta monografa se presenta una variedad de experimentos que en algunos casos son muy sencillos y pueden ser realizados con materiales que se obtienen con mucha facilidad en el comercio, los mas complicados fueron seleccionados para proporcionarles otros tipos de polmeros que podran ser realizados en caso de contar con los materiales apropiados. Cada uno de ellos ha sido probado con anterioridad para lo cual hemos contado con la valiosa colaboracin de las Estudiantes de Pre-grado de la licenciatura en Qumica, Anglica Andrade y Johanna Dvila. Cualquier duda, sugerencia o contrariedad que tenga al respecto le agradecemos que se comunique con alguno de los autores va e-mail. Yris Martnez William Velsquez Erich Salazar [email protected] [email protected] [email protected]

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Experimento # 1 SNTESIS DE POLIANILINA Y EFECTO ELECTROCRMICO Introduccin Polmeros Conductores. Los polmeros han sido tradicionalmente considerados como materiales aislantes y esta caracterstica inherente ha sido utilizada en la aplicacin de recubrimiento de cables elctricos para prevenir corto circuitos. Esta visin cambio en 1977 con el descubrimiento por Heeger y colaboradores, Quienes encontraron que dopando el poliacetileno con iodo, resulta un polmero con propiedades metlicas, con incrementos en la conductividad de casi diez veces (conductividades en el orden de 100 -1 cm-1). De hecho, luego de un ao, debido a mejoras en los mtodos de preparacin, la conductividad del poliacetileno comenz a acercarse a valores muy cercanos al cobre Las propiedades de los polmeros conductores ha estimulado el inters en muchos campos de la investigacin, qumica, fsica, electroqumica y ciencia de los materiales entre otras, contribuyendo al trabajo interdisciplinario. Aparte de la preparacin de nuevos polmeros conductores, se ha puesto mucho empeo en dirigir la investigacin hacia la modificacin de los polmeros ya existentes; para mejorar propiedades tales como solubilidad, estabilidad trmica, propiedades mecnicas y conductividad. Estas propiedades y otras hacen que la mayora de estos estudios dejen de ser curiosidad cientfica y pasen a ser una realidad comercial. Electrocromismo. El electrocromismo es un fenmeno basado en cambios de color en materiales especficos inducidos por procesos electroqumicos reversibles. En otras palabras, el electrocromismo puede ser definido como un cambio persistente pero reversible producido electroqumicamente. En efecto, el fenmeno de electrocromismo, puede se explotado para la fabricacin de dispositivos con diversas aplicaciones. Por ejemplo, los dispositivos electrocrmicos son considerados apropiados en importantes objetivos tecnolgicos tales como pantallas pticas, ventanas para control de energa, espejos antiresplandor y lentes de sol entre otros. Parte Experimental Materiales 1 Celda Electroqumica (un vaso de precipitado) 2 electrodos de Platino 1 electrodo de referencia (Ag/AgCl) 1 potenciostato Reactivos Anilina 0.01M (25 ml) cido sulfrico 1M (50 ml) Agua ultra pura. Procedimiento Prepare la solucin de anilina 0.01M utilizando como electrolito la solucin de cido sulfrico 1M (previamente preparada) y aada 10 ml aproximadamente de esa solucin a la celda electroqumica coloque los electrodos y conecte los cables. La sntesis4



ser realizada con ayuda de un equipo denominado potenciostato que nos permite en este caso en particular realizar un barrido de potenciales de manera cclica con el objeto de inducir la polimerizacin del compuesto. Las condiciones que se fijan en el programa del equipo son las siguientes: 30 Barridos cclicos en un intervalo de potenciales entre -0.2 y 0.8 voltios a una velocidad de 100mV/s A medida que se va incrementando el nmero de ciclos se puede observar que las corrientes registradas en el voltagrama, se incrementan, esto es indicativo que la polimerizacin se esta realizando y la pelcula que se esta formando es conductora. Observa la solucin y describe lo que pasa. Efecto Electrocrmico de la Pelcula Una ves finalizada la sntesis, se retira el electrodo y se lava cuidadosamente con agua pura, se retira la solucin de la celda, se lava junto con los dems electrodos y se llena nuevamente pero en este caso solo se agrega la solucin de cido sulfrico, y se sumergen los electrodos. Al realizar las conexiones, se procede a la aplicacin de los potenciales de la misma forma anterior. Observe lo que ocurre con el voltagrama, observe el electrodo. Qu proceso esta ocurriendo? Qumicamente tambin puede formarse este polmero tal como lo vamos a describir Experimento # 1b SNTESIS DE POLIANILINA. Va qumica Parte Experimental Materiales Tubos de ensayo grandes Matraces de 25 y 50ml Hielo 1 agitador magntico + una plancha con agitacin Reactivos Anilina 0.1M (25 ml) cido sulfrico 1M (50 ml) Agua ultra pura. Persulfato de amonio (50ml en H2SO4) Procedimiento Prepare 25ml de la solucin de Anilina 0.1M utilizando como electrolito soporte la solucin de cido sulfrico 1M (previamente preparada) y colquela en el bao de agua fra prepare aparte otra solucin de Persulfato de amonio (1,20 gr disueltos en 50 ml de cido sulfrico 1M. Una vez que la solucin con la anilina este fra agregue lentamente 10ml de la solucin con Persulfato de amonio agitando constantemente. Luego de cierto tiempo, un precipitado verde le indicara que la polimerizacin se ha llevado a cabo. Filtre el precipitado y obtendr la polianilina5



Experimento # 2 SNTESIS DEL NYLON 6,6 Introduccin El nylon 6,6 es uno de los polmeros de condensacin ms tpicos, se obtiene mejor por una reaccin llamada polimerizacin interfacial. La reaccin es realizada entre un cloruro de un dicido, disuelto en un solvente no miscible con agua, y una solucin acuosa de una diamina.

La reaccin que ocurre en la interfase de las dos soluciones (ver figura )

En cuanto a su nomenclatura, cuando la poliamida se expresa con un solo nmero (ej. Nylon 6), el nylon procede de una lactama o de un w-aminocido, si se expresa con dos nmeros separados por una coma, se relaciona con el nmero de carbonos de los monmeros. Parte Experimental Materiales 1 Vaso de precipitado de 250 ml. 1 agitador de vidrio Alambre Pipeta de 10 ml Reactivos Cloruro de adipoilo6



Hexametilendiamina 10 ml Ciclohexano (debe destilarse y mantenerse sobre MgSO4) Procedimiento En prepare una solucin al 10% de cloruro de adipoilo (10 ml de cloruro de adipoilo disueltos en 90ml de ciclohexano). Coloque 10 ml de una solucin acuosa al 10% de Hexametilendiamina con 10 gotas de NaOH al 20% (Nota: si quiere que el nylon sea coloreado agregue a esta solucin 1 ml de verde de bromocresol). Y a esta solucin agregue cuidadosamente 10 ml de la solucin de cloruro de adipoilo al 10%. Al agregar la solucin, hgalo lentamente, de ser posible con un embudo colocado justo encima de la superficie de la solucin del cido o con ayuda de una varilla de vidrio. La pelcula de polmero se forma en la interfase coloque un dispositivo o con ayuda del alambre retire el nylon que se forma puede ir enrollando hasta que se consuma uno de los reactivos. Lave con suficiente agua y finalmente con una mezcla acetona/agua al 50%.

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Experimento # 3 CMO IDENTIFICAR 6 TIPOS DE PLASTICOS DE USO COMUN? Introduccin La identificacin o caracterizacin de plsticos es un proceso que involucra en la mayora de los casos experiencias complejas, sin embargo a groso modo aqu podemos realizar algunas designaciones con solo observar, la forma, color, la flexibilidad y algunas otras caractersticas propias del material que pueden ser aprendidas con aos de experiencia de trabajo con estos materiales. Por supuesto que esto no es muy cientfico pero funciona. Los plsticos ms comunes son 1. Polietilentereftalato (PETE) comnmente llamado polister (densidad 1,29 a 1,4 gr./cm3) Es el mas comn de los plsticos reciclables. Usado para realizar botellas de dos litros de refrescos y botellas de licor. 2. Polietileno de alta densidad (HDPE) (densidad 0,952 a 0,965 gr./cm3) comnmente utilizado para envases de leche y jugo 3. Polietileno de baja densidad ( LDPE) (densidad 0,917 a 0,940 gr./cm3) usado para hacer papel celofn, cobertura de paales desechables y algunas botellas 4. Policloruro de vinilo (PVC) (densidad 1,30 a 1,58 el rgido el flexible va de 1,16 a 1,35 gr./cm3) utilizado para hacer pisos, cortinas de bao, tabiques para edificios, mangueras para jardines. 5. Polipropileno (PP) (densidad 0,980 a 0,910 gr./cm3) usada para hacer ropa deportiva, carpas, tubos etc. 6. Poliestireno (PS) (densidad 1,04 a 1,05 gr./cm3) usado para hacer tazas de caf, cajas para colocar huevos, en la cobertura de lpices. Parte Experimental Materiales 1 muestra de cada uno de los 6 plsticos identificados anteriormente 1 esptula 1 agitador de vidrio 1 mechero Papel tornasol 1 alambre de cobre 1 tapn de corcho 10 tubos de ensayo Muestras de plsticos desconocidos Reactivos Mezcla etano /agua 1:1 (densidad 0,94 gr./cm3) Agua (densidad 1,00 gr./cm3) Solucin de NaCl al 10 % (densidad 1,08 gr./cm3) Solucin de etanol al 52 % (densidad 0,911 gr./cm3) Solucin de etanol al 38 % (densidad 0,9408 gr./cm3) Solucin de CaCl2 al 32 % (densidad 1,3059 gr./cm3)8



Solucin de CaCl2 al 40 % (densidad 1,3982 gr./cm3) Procedimiento PRUEBA DE LA DENSIDAD En un tubo de ensayo coloque 5ml de la mezcla etanol/agua colquele la etiqueta. Repita lo mismo para cada una de las soluciones indicadas anteriormente y no olvide colocar la etiqueta a cada una de ellas para no confundirse. Corte muestras de cada uno de los plsticos que vamos a tener de referencia (los 6 mencionados anteriormente) y realice la prueba a cada uno de ellos, con ayuda del la varilla de vidrio sumerja hasta el fondo del tubo cada una de las muestra y observa el comportamiento al sacarla varilla, recuerde que luego va a comparar el mismo con las muestra desconocidas. Nota es necesario que retire cada muestra una ves realizada la prueba, antes de proceder a realizar la siguiente. PRUEBA DE FUSION Debe ser realizado en una campana ya que se generan vapores txicos. Usando una pieza de plstico # 1 colquela muestra en la esptula e introdzcala en la llama azul del mechero, caliente lentamente y anote sus observaciones, a medida que el plstico se funde. Si es calentado rpidamente se va a encender. Deje enfriar la muestra y observe su apariencia, pruebe la flexibilidad del plstico tratando de doblarlo y escriba sus observaciones. Repita esta prueba para cada una de las muestras de plstico (2-6) y para las muestras desconocidas. PRUEBA DE INFLAMABILIDAD Sostenga una muestra de plstico con una pinza, colquelo directamente a la llama y anote sus observaciones, tales como color de la llama, el vapor o humo. Observe si el plstico continua quemndose al retirarlo de la llama. Pruebe tambin la acidez de los vapores utilizando el papel indicador. Repita esta prueba para cada una de las muestras de plstico (2-6) y para las muestras desconocidas. PRUEBA DEL ALAMBRE DE COBRE Caliente el alambre de cobre (Coloque antes el corcho en uno de los extremos para evitar quemaduras) hasta que la llama deje de verse verde. Toque con el alambre caliente una muestra del plstico # 1 y coloque de nuevo el alambre a la llama observe atentamente si ve una luz ligera que nos indique la presencia de cloro en el plstico (chequee con la muestra # 4, el color de la llama) Repita esta prueba para cada una de las muestras de plstico (2-6) y para las muestras desconocidas.

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Experimento # 4 SNTESIS DEL POLIMETILMETACRILATO Introduccin El polimetilmetacrilato en un polmero por adicin. La reaccin puede ser representada de la siguiente forma: Debido a que se hace necesario trabajar a temperaturas muy altas en el proceso de polimerizacin para tener un mejor control, una alternativa es prepararlo por el mtodo de emulsin. Donde el agua va a servir de moderador del calor y como solvente para la catlisis del sistema. La catlisis es producida por la reaccin de los iones bromato y los iones sulfito los que forman radicales OH y los radicales HSO3

El objetivo de este experimento es demostrar que se forma un polmero al usar un iniciador. Parte Experimental Materiales 1mechero o una plancha de calentamiento 1 Vaso de precipitado de 250 ml. 3 Tubos de ensayo. Reactivos Metilmetacrilato Peroxido de benzoilo Procedimiento Prepare un bao de Mara en el vaso de precipitado (60 C). En el tubo de ensayo agregue 5 ml de Metilmetacrilato y aada 25mg del catalizador que en este caso hemos seleccionado al perxido de benzoilo. Coloque el tubo de ensayo con el contenido, en el bao de Mara y observe los cambios que ocurren, las propiedades del compuesto formado a medida que se deja enfriar. Nota: a) Cuando prepares el poli-metil metacrilato, utiliza una pipeta y mides el espacio necesario para ocupar el volumen deseado con agua, ya que el metil metacrilato es muy agresivo y deteriora el vidrio. (los tubos de ensayo deben ser desechados). b) Si aade mucho iniciador, muchas molculas son activadas al mismo tiempo, lo que hace las cadenas que se formen sean cortas.

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Experimento # 4b SNTESIS DEL Polimetilmetacrilato (parte b) En esta parte el metilmetacrilato se hace polimerizar en una emulsin acuosa en presencia de una catlisis con radical libre. El polmero es coagulado en una solucin concentrada de cloruro de sodio. Para generar pelculas se debe utilizar acetona. Parte Experimental Materiales Matraces de 25,250, 10 ml 1 Vaso de precipitado de 50 y de 500 1000ml Agitador magntico. Guantes Barrilla de plstico y otra de vidrio Reactivos Metilmetacrilato NaBrO3 NaHSO3 NaCl Acetona (10ml) Procedimiento: Colquese los guantes y use la campana para preparar las soluciones y realizar todo el trabajo recuerde que el metilmetacrilato es altamente irritante Prepare de 100 ml de una solucin 0.6M de metilmetacrilato (5,3 ml de metilmetacrilato con 94,6 ml de agua). 25 ml de una solucin 0.1M de NaBrO3 (disuelva 0.4g NaBrO3 en agua y diluya a 25ml) Prepare 10 ml de una solucin de 0.45M de NaHSO3 (0.47g de NaHSO3 en 10ml de agua) 100ml de una solucin 5M de NaCl (30g de NaCl en agua) Coloque los 100ml de metilmetacrilato en el vaso de precipitado de 500ml y aada 2ml de la solucion 0.1Mde NaBrO3 y 2ml de la solucin 0.45M de NaHSO3 el proceso puede ocurrir en 15 minutos, eventualmente agite y el contenido del vaso coloque la solucion de NaCl (100ml) para coagular el polmero y remueva la masa que se forma con unas pinzas y lave con agua fresca para eliminar restos de monmero y sal. Para formar pelculas disuelva el polmero formado con acetona, extienda y deje secar.

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Experimento # 5 SNTESIS DEL POLIESTIRENO Introduccin El poliestireno es un polmero vinlico. Estructuralmente, es una larga cadena hidrocarbonada, con un grupo fenilo unido cada dos tomos de carbono. Es producido por una polimerizacin vinlica por radicales libres a partir del monmero estireno.

A escala industrial, el poliestireno se prepara calentando el etilbenceno (C6 H5 CH2 - CH3) en presencia de un catalizador para dar lugar al estireno (C6 H5 CH = CH2). La polimerizacin del estireno requiere la presencia de una pequea cantidad de un iniciador, entre los que se encuentran los perxidos, que opera rompindose para generar un radical libre. Este se une a una molcula de monmero, formando as otro radical libre ms grande, que a su vez se une a otra molcula de monmero y as sucesivamente. Finalmente se termina la cadena por reacciones tales como la unin de dos radicales, las cuales consumen pero no generan radicales.

Parte Experimental Materiales 1 Mechero o plancha de calentamiento 1 Vaso de precipitado de 250 ml. 1 vaso de precipitado de 500 ml 1 Tubo de ensayo grande. Reactivos Tolueno Estireno Perxido de benzoilo

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Procedimiento Prepare un bao de Mara en el vaso de precipitado (90 C). En el tubo de ensayo agregue 20 ml de tolueno y 5 ml de estireno (puede usar el que tiene poco inhibidor) y se aade 0.3 gr de perxido de benzoilo. Coloque el tubo de ensayo con el contenido, en el bao de Mara y observe los cambios que ocurren. Luego de 30 minutos se retira y se deja enfriar durante 5 minutos. Observe las propiedades, la viscosidad entre otras. Luego se vierte sobre un vaso de precipitado de 400 ml que contenga 200 ml de alcohol metlico, el precipitado blanco es el Poliestireno. Filtre y deje secar. Experimento # 5b SNTESIS DEL POLIESTIRENO (parte b) Parte Experimental Materiales 1mechero o plancha de calentamiento 1 Vaso de precipitado de 150 ml. 1 Tubo de ensayo grande. Reactivos Estireno sin inhibidor Perxido de benzoilo Procedimiento Prepare un bao de Mara en el vaso de precipitado (70 C). En el tubo de ensayo agregue 15 ml de estireno y se aade 0.1 gr. de perxido de benzoilo. Tape el tubo de ensayo con un corcho e introdzcalo en el bao de Mara. A medida que la reaccin progresa puede observar cambios, si eso no ocurre caliente de nuevo y deje enfriar. Cuando el lquido este viscoso se puede introducir monedas, figuras o insectos que puedan quedar empotrados en el polmero, djelo secar.

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Experimento # 6 ENTRECRUZAMIENTO DEL ALCOHOL POLIVINLICO Introduccin El borato de sodio es aadido a la solucin de alcohol polivinlico y los iones borato reaccionan con los grupos hidroxilos del alcohol para generar el entrecruzamiento, esto hace que se forme un gel viscoso. El alcohol polivinilico reacciona con el borato en una relacin de 10 a 1 convirtindose en un material viscoso, que a medida que transcurre el tiempo se va tornando cada vez ms denso Para sintetizarlo es necesario calentar el agua previamente, lo que hace que pueda ser disuelto con mayor facilidad sin embargo la temperatura no debe ser mayor de 80 C ya que el alcohol polivinilico se descompone. El borato de sodio (Na3BO3 )se disuelve para formar cido brico, (H3BO3 ) esta solucin de cido brico tiene un pH de aproximadamente 9 . El cido brico-borato, acepta los OH del agua tal como se muestra en la reaccin

Esta molcula hidrolizada reacciona con el alcohol polivinilico mediante una reaccin de condensacin tal como:

Esta reaccin es reversible ya que en medio cido puede el borato ser expulsado del polmero y en medio bsico puede regresar a el. Por lo tanto observe como cambian las propiedades del gel agregando unas gotas de HCL 3 M o gotas de NaOH 3M. Parte Experimental Materiales 5 Tubos de ensayo plsticos grandes 1 agitador de madera 1 vidrio reloj 1 pipeta de 20 ml y otra de 2 ml14



Reactivos Alcohol polivinlico (PVA) al 8% (80 gr de PVA en 960 ml de agua) Solucin de borato de sodio al 8% Nota. El PVA no se disuelve fcilmente en agua por lo que es necesario preparar la solucin con anterioridad. Procedimiento Coloque 20 ml de la solucin al 8% del alcohol polivinlico en un tubo de ensayo, ponga dentro del tubo el agitador y agregue 2 ml de la solucin de borato de sodio, agite y observe el proceso. Agregue una pequea cantidad en un vidrio reloj, hgalo lentamente, y en otro caso repita el procedimiento pero vacelo rpidamente. Pruebe que ocurre al variar la cantidad de borato de sodio o calentando el PVA a 70C. Para hacerlo ms agradable a la vista agrega colorante a la solucin de borato de sodio.

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Experimento # 7 SNTESIS DE POLIACRILAMIDA Parte Experimental Materiales Tubos de ensayo Reactivos Diclorometilsilano 1,1,1-tricloroetileno Agua destilada Acrilamida (1,5grs) Disolvente: Agua Iniciador: Persulfato potsico y bisulfito sdico Procedimiento Antes de preparar el gel es necesario asegurarse que pueda ser extrado con facilidad de los tubos de ensayo sin necesidad de romperlos para lo cual utilizaremos un desmoldante que en este caso ser una solucin al 2%w/v de Diclorometilsilano en 1,1,1tricloroetileno que luego de impregnar los tubos con esta solucin se introducen en una estufa a 80C hasta que sequen, posteriormente son lavados con agua destilada y nuevamente secados, estando listos de esta manera para su utilizacin. Para la preparacin de la poliacrilamida se disuelven 1,5 de acrilamida en agua y se le agrega 0,24 grs. de cada uno de los iniciadores, se agita hasta homogeneizar la solucin. El gel resultante es completamente transparente.

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Experimento # 8 SNTESIS DE POLMEROS CASEROS Introduccin En esta parte vamos a tratar de realizar algunas experiencias muy sencillas y econmicas ya que los reactivos involucrados son de uso comn. El cambio observado en esta experiencia es debido a que la mayora de las colas de pegar son de acetato de polivinilo el cual esta formado por molculas largas y flexibles al mezclar la cola con el borato, al igual que en el caso del alcohol polivinilico ser entrecruza el material lo que hace que las molculas no puedan fluir con la misma facilidad. Parte Experimental Materiales Papel absorbente Cucharas de medir Vasos plsticos transparentes Pitillos Reactivos Goma Blanca Agua Almidn lquido Jabn Procedimiento En un vaso plstico agregue una cucharada de goma blanca y una cucharada de agua, agite bien para mezclar completamente. En otro vaso agregue una cucharada de jabn en polvo y una cucharada de agua, agite bien y mantente agitando la mezcla goma/agua con un pitillo y con ayuda de un compaero debe agregar lentamente la solucin con jabn hasta que se forme un globo blanco en el vaso (ms o menos la mitad de la solucin es necesaria). Remueva el globo y colquelo entre dos toallas de papel absorbente, presione para eliminar el exceso de lquido, tome el globo entre sus manos y chequee sus propiedades, se estira?, rebota? puede ser moldeado? Experimento # 8b Procedimiento En otro vaso plstico agregue una cucharada de goma blanca y mantenga la agitacin con un pitillo, un compaero puede ir agregando lentamente almidn hasta que se forme el globo blanco (ms o menos 3 cucharadas de almidn es necesaria). Remueva el globo y colquelo entre dos toallas de papel absorbente, presione para eliminar el exceso de lquido, tome el globo entre sus manos y chequee sus propiedades, compare las propiedades de ambos polmeros. Realice otro experimento mezclando goma blanca detergente y almidn compare.17



Experimento # 9 PAALES DESECHABLES Introduccin Todos conocemos de la extraordinaria capacidad de absorcin de agua que tiene el polmero (hidrogel) que sirve de relleno a los paales de los bebs pueden retener "kilos" de orina y seguir pareciendo perfectamente secos. Esto se explica ya que el paal esta conformado por de sustancias qumicas, casi todas sintticas, distribuidas de diferentes formas. La capa interna est hecha de polipropileno, un plstico de tacto suave. La parte central est hecha de un polvo "sper absorbente" (poliacrilato de sodio, un polmero hidrfilo) combinado con celulosa, adems de una capa de fibra que evita que el fluido se remanse en un punto y le obliga a distribuirse por toda la superficie. La capa externa es de polietileno micro poroso, retiene el fluido y deja pasar el vapor. El conjunto se une con puos de polipropileno hidrfobo, con una banda elstica en torno a los muslos para impedir la salida del fluido. El paal se sujeta al beb mediante bandas adhesivas. Los poliacrilatos son polmeros sper absorbentes debido a su estructura. En el caso del poliacrilato de sodio, los grupos carboxilato de sodio (COONa) cuelgan de la cadena principal. Al contacto con el agua se desprenden iones sodio (Na+) dejando libres grupos negativos (-COO-). Estos, al estar cargados negativamente, se repelen entre s, por lo que el polmero se "desenrolla" y absorbe agua. El poliacrilato de sodio es un polmero de masa molecular muy elevada, por lo que no se disuelve sino que gelifica. En este experimento estudiaremos la capacidad de absorcin en gramos de agua por cada gramo de polmero. Parte Experimental Materiales 1 Paal de buena calidad 1 bolsa plstica con cierre Vasos plsticos Colorante de comida Gotero Cucharas de medida Tijeras Nota. El polvo que hay en los paales generalmente es poliacrilato de sodio y es altamente irritante a las membranas nasales y ojos.18



Procedimiento Use las tijeras para cortar el papel o plstico que esta alrededor del paal. Coloque la parte acolchada del medio del paal dentro de la bolsa plstica y dentro de ella trate de separar con las dos manos el algodn, el papel, y las capas de plstico que lo conforman. Agite la bolsa durante 1 minuto y observe el fondo de la bolsa chequee si hay grnulos blancos y trate de separar ese material del resto de los componentes realmente esos grnulos son los que usaremos. En un vaso de plstico aada agua y 3 gotas de colorante de cocina, agite la mezcla. Coloque unos pocos grnulos pesados (con ayuda de un peso de cocina) en una toalla de papel absorbente y agregue una gota del agua coloreada. Y observe. Continu agregando gota por gota sobre los grnulos y observe que parece que sucede. Cuantas gotas le puede agregar a los grnulos antes de que el agua se extienda sobre el papel absorbente. Ahora conociendo ms o menos la cantidad de agua necesaria para que se saturen los grnulos, pese un vaso de plstico y cierta cantidad de grnulos y haga una prediccin del nmero de cucharitas con agua, necesarias para llegar al lmite de la saturacin. Con esta prueba usted podra estar en la capacidad de seleccionar un paal con mejores propiedades absorbentes. Prueba agregando aparte unos granos del gel y agrgale NaCl. El NaCl colapsa el gel Las cargas positivas de los metales son atradas por las cargas negativas del polmero desalojando el agua.

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Experimento # 10 JUGANDO A HACER CIENCIA CON GOMA BLANCA Introduccin Generalmente la goma blanca (en algunos casos tiene colorante incluido) son de polivinilacetato (En unos casos contiene alcohol polivinlico y en otros acetato de polivinilo) En ambos casos se trata de un polmero de cadena muy larga y muy flexible esta molcula al mezclarse con borato de sodio (mejor conocido como brax) sufre un proceso de entrecruzamiento, sus molculas forman enlaces que sirven de puente entre dos cadenas polivinlicas, ya que los tomos de boro ayudan a que las cadenas del polivinil se entrecrucen y no puedan fluir con la misma facilidad. Formando as un polmero entrecruzado que tiene unas propiedades diferentes al polmero inicial. Parte Experimental Materiales 1 vaso transparente de plstico 1 agitador de madera 1 pipeta de 5 ml Papel peridico Reactivos Goma blanca (utilizada en manualidades) Solucin de borato de sodio al 8% Nota: Recuerde que el borato de sodio o brax en solucin acuosa pasa a cido brico por lo tanto podra suplirlo directamente si logra un balance respecto al la concentracin. Procedimiento Coloque el papel peridico en su lugar de trabajo y agregue 50 ml de la goma blanca en un vaso a esa goma agrguele 5 ml de la solucin de borato de sodio, agite la mezcla del vaso y observe el proceso inmediatamente al mezclar los componentes. Retire la mezcla del vaso y tmela en sus manos amsela analice su textura, estrelo suave o bruscamente. Dle color a la solucin de borato de sodio de moldee su muestra como usted quiera. Pruebe que ocurre al variar la cantidad de borato de sodio. Puedes probar con distintas clases y proporciones de cola blanca y agua y observar que se obtienen sustancias con distintas consistencias y aspecto (unas veces en hilos, otras ms pulverulentas, etc.), Prueba a dejar secar durante unos das la bola que habas fabricado. Qu propiedades tiene ahora? Tambin puedes ver qu ocurre cuando sumergimos el polmero obtenido en vinagre. Con algunas marcas de cola se obtiene una sustancia con aspecto de gel muy suave que fluye lentamente. Muy parecido a algunas sustancias que se venden como juguetes de aspecto "asqueroso."

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Experimento # 11 HACIENDO NIEVE CON GOMA BLANCA Introduccin Trate de hacer la nieve, aprovechando que la navidad esta muy cerca y esto le ayudara a darle un toque ms creativo a sus arreglos. Utilizando solo bicarbonato de sodio y cola blanca (materiales baratos y fciles de conseguir) Parte Experimental Materiales Material al cual vas a colocar la nieve. Papel peridico Reactivos Goma blanca (utilizada en manualidades) Bicarbonato de sodio Procedimiento La forma de aplicarla es esparciendo con un colador, la cola o goma blanca al material seleccionado y espolvoreando el bicarbonato, tambin se puede realizar la mezcla de cola blanca diluida ligeramente con agua y bicarbonato de forma que se forme una pasta que luego pueda ser aplicada de la forma deseada. Este ltimo mtodo es preferible si se quiere hacer una capa de nieve gruesa, mientras que el mtodo de espolvorear se puede utilizar cuando se quiera representar una nevada incipiente (aunque sucesivas aplicaciones darn un resultado similar al de la pasta de cola y bicarbonato). No olvides poner nieve en la parte superior del rbol.

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Experimento # 12a TRABAJANDO CON UREA Y FORMALDEHIDO Introduccin Hay polmeros muy sencillos que pueden ser realizados mezclando por ejemplo urea y formaldehdo, fenol y formaldehdo, En el caso del la urea y el formaldehdo la reaccin involucra condensacin entre el nitrgeno nucleoflico de la urea con el carbono carbonlico del formaldehdo. Formando el copolmero: Parte Experimental Materiales Vaso de precipitado de 50 ml Agitador magntico Plancha para agitar Reactivos Formaldehdo H2SO4 Urea

Procedimiento Prepare 20 ml de una solucin acuosa de formaldehdo (10ml de formaldehdo) y aada 3 g de urea agite la mezcla y aada unas pocas gotas de H2SO4 concentrado. Un slido blanco se forma inmediatamente y la reaccin es exotrmica.

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Experimento # 12b TRABAJANDO CON FENOL Y FORMALDEHIDO Introduccin En el caso del fenol y el formaldehdo la polimerizacin ocurre por la sustitucin aromtica electrofilica entre las posiciones orto y para del fenol y el formaldehdo protonado. El polmero resultante se forma por los puentes metilenos entre las molculas de fenol y la reaccin es: Parte Experimental Materiales Vaso de precipitado de 50 ml Agitador magntico Plancha para agitar Reactivos Formaldehdo HCl Fenol cido actico glacial

Procedimiento Prepare 20 ml de una solucin acuosa de formaldehdo (10ml de formaldehdo) y aada 4 g de fenol slido agite la mezcla y aada 2ml de cido actico glacial mantngase agitando, aada 10 pocas gotas de HCl concentrado. Un slido rojo se forma a los pocos minutos.

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experimentos de polimeros

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