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Polímeros

Un polímero es una molécula gigante que se forma al unir muchas moléculas pequeñas (monómeros) en una cadena larga. En la polimerización por adición, los monómeros con un doble enlace C=C se abren y se enlazan sin que se pierda nada (eteno → poli(eteno)). En la polimerización por condensación, dos tipos de monómero con grupos reactivos en ambos extremos se unen y en cada unión sueltan una molécula pequeña, como el agua (nailon, poliéster). La naturaleza también fabrica polímeros: almidón, celulosa, proteínas, ADN, caucho. Las cadenas separadas dan termoplásticos que se funden y se pueden reciclar; las cadenas entrecruzadas dan termoestables que nunca se funden. La mayoría de los plásticos no se pudren, así que debemos reducir, reutilizar y reciclar.

🎬 Historia paso a paso

  1. Esta es una molécula de eteno: dos carbonos unidos por un doble enlace y cuatro hidrógenos. Es un monómero, una unidad pequeña.
  2. Polimerización por adición: un enlace de cada C=C se abre y los monómeros se enlazan en una cadena larga, el poli(eteno). No se pierde ningún átomo.
  3. Polimerización por condensación: dos monómeros distintos se unen extremo con extremo, y en cada unión sale una pequeña molécula de agua.
  4. La naturaleza hizo polímeros primero: almidón y celulosa a partir de glucosa, proteínas a partir de aminoácidos, ADN a partir de nucleótidos, caucho a partir de isopreno.
  5. Las cadenas separadas se deslizan con el calor, así que el plástico se funde y se puede moldear de nuevo. Las cadenas entrecruzadas están atadas, así que se endurecen para siempre.
  6. Te toca a ti. Elige un monómero y alarga la cadena. Mira cómo crece la masa molar y para qué se usa el polímero.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué el eteno se puede unir y el etano no?

El eteno tiene un doble enlace C=C; uno de los enlaces se puede abrir y unirse a la siguiente molécula. El etano solo tiene enlaces simples, así que no hay ningún enlace que abrir.

¿Adónde va el doble enlace en el polímero?

Pasa a ser un enlace simple. El enlace liberado se une a la siguiente unidad, así que la cadena solo tiene enlaces simples.

¿Cómo distingo la adición de la condensación?

Si en cada unión sale una molécula pequeña como el agua, es condensación. Si no sale nada, es adición.

¿De verdad las proteínas son polímeros como los plásticos?

Sí. Las proteínas son cadenas de aminoácidos unidos por enlaces amida, como el nailon, pero hechas por células vivas.

¿Por qué una botella de PET se ablanda en agua caliente y un interruptor de baquelita no?

Las cadenas del PET están separadas y se deslizan con el calor. Las cadenas de la baquelita están atadas por enlaces cruzados.

¿Por qué los plásticos reales son tan fuertes si cada unidad es diminuta?

Las cadenas reales tienen miles de unidades, que se enredan y se atraen a lo largo de toda su longitud. Aumenta n en el juego libre.

Monómeros y polímeros

Monómero: una molécula pequeña que puede unirse a otras iguales. Polímero: una molécula muy grande (una macromolécula) formada por miles de unidades de monómero unidas por enlaces covalentes.

La parte que se repite es la unidad repetitiva. Se escribe entre corchetes con n: –(CH₂–CH₂)ₙ– para el poli(eteno). n puede valer de 1000 a 100 000 o más.

Nombres: se pone "poli" delante del nombre del monómero: eteno → poli(eteno), propeno → poli(propeno), cloroeteno → poli(cloroeteno) = PVC, tetrafluoroeteno → PTFE (recubrimiento antiadherente).

Polimerización por adición

Los monómeros deben tener un doble enlace C=C (alquenos). Con calor, alta presión y un catalizador, uno de los enlaces del doble enlace se rompe. Cada carbono queda con un enlace libre, que se une al siguiente monómero. Esto se repite miles de veces.

n CH₂=CH₂ → –(CH₂–CH₂)ₙ–

Ejemplos: poli(eteno) (bolsas, botellas), poli(propeno) (cuerdas, cajas), PVC (tuberías, cubiertas de cables), poliestireno (embalaje), PTFE (sartenes antiadherentes).

Polimerización por condensación

Aquí cada monómero tiene dos grupos reactivos, uno en cada extremo (por ejemplo –OH, –COOH o –NH₂). Cuando dos grupos reaccionan, los monómeros se unen y se desprende una molécula pequeña (casi siempre agua, H₂O, a veces HCl).

AdiciónCondensación
Monómerotiene C=Ctiene 2 grupos reactivos
Subproductoningunomolécula pequeña (H₂O)
Ejemplospoli(eteno), PVCnailon, poliéster, proteínas

Polímeros naturales

Los polímeros semisintéticos son polímeros naturales modificados con química, como el rayón (hecho de celulosa).

Estructura, propiedades y usos

La forma en que se ordenan las cadenas decide cómo se comporta un polímero:

Las cadenas más largas se enredan más, así que el material es más resistente y se funde a mayor temperatura. El poli(eteno) de baja densidad tiene cadenas ramificadas (bolsas blandas); el de alta densidad tiene cadenas rectas que se juntan bien (botellas y cajas rígidas).

Materiales nuevos: el Kevlar (chalecos antibalas), los polímeros conductores y los hidrogeles se diseñan cambiando los monómeros y la estructura de las cadenas.

Plásticos y medio ambiente

La mayoría de los polímeros sintéticos son no biodegradables: los microbios no pueden descomponerlos, así que permanecen cientos de años. Los residuos de plástico tapan desagües, dañan a las vacas y a los animales marinos, y se rompen en microplásticos. Quemar algunos plásticos (como el PVC) libera gases tóxicos.

Soluciones:

La mayoría de los monómeros vienen del petróleo, un recurso limitado, otra razón para usar los polímeros con cuidado.

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Dibuja la unidad repetitiva del poli(propeno) a partir del propeno CH₂=CH–CH₃.

Abre el doble enlace: –(CH₂–CH(CH₃))ₙ–. El grupo CH₃ cuelga de la cadena.

2. Una molécula de poli(eteno) tiene n = 5000. Calcula su masa molar.

5000 × 28 g/mol = 140,000 g/mol.

3. ¿Por qué el nailon es un polímero de condensación?

Sus monómeros (una diamina y un ácido dicarboxílico) se unen por enlaces amida y sueltan agua en cada unión.

4. ¿Por qué una botella de PET se puede reciclar pero un interruptor de baquelita no?

El PET es un termoplástico (cadenas separadas, se funde y se vuelve a moldear). La baquelita es un termoestable (entrecruzada, no se funde).

Errores comunes

Test de práctica

1. El monómero del poli(eteno) es:
2. ¿Cuál es un polímero de condensación?
3. ¿Cuál es un polímero natural?
4. ¿Qué molécula pequeña se libera normalmente en la polimerización por condensación?
5. ¿Qué plástico no se puede volver a fundir?

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un polímero, en palabras sencillas?

Una molécula muy larga que se forma al unir muchas moléculas pequeñas (monómeros), como las cuentas de un collar.

¿Cuál es la diferencia entre la polimerización por adición y por condensación?

La adición une monómeros con C=C y no pierde nada; la condensación une monómeros con dos grupos reactivos y suelta una molécula pequeña como el agua.

Da ejemplos de polímeros naturales y sintéticos.

Naturales: almidón, celulosa, proteínas, ADN, caucho. Sintéticos: poli(eteno), PVC, nailon, poliéster, baquelita.

Dónde se estudia

NetherlandsHAVO 4 (bovenbouw, 2e fase)Chemical processes and cycles (part 1)
NetherlandsHAVO 5 (eindexamenjaar)Design and experiments (part 2)
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIHydrocarbons
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIHydrocarbons
RomaniaClasa a X-aOrganic compounds in everyday life
RomaniaClasa a XI-aReactions of organic compounds
RomaniaClasa a XI-aReactions of organic compounds
RomaniaClasa a XI-aReactions of organic compounds
Spain2º BachilleratoOrganic chemistry
Ukraine9 класDesign (project planning)
Ukraine10 класSynthetic macromolecular substances
Ukraine10 класSynthetic polymers
CBSE (India)Class 12Formative-only topics
England (GCSE, A level)Year 114.7 Organic chemistry
England (GCSE, A level)Year 133.3 Organic chemistry
Japan高校3年Organic compounds
South Korea고등학교 2학년Carbon compounds and reactions
South Korea고등학교 3학년ICT and new materials
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 13Natural and synthetic macromolecules
FrancePremièrePhysics-chemistry — knowing and transforming materials
Russia10 классPolymers
Russia10 классPolymers
China高一Ch.7 Organic compounds
China高三Selective 3 Ch.5 Synthetic polymers

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