Polimeryzacja – jak to ujarzmić ?

1. Polimeryzacja

Tytuł rozdziału wcale nie jest przesadzony. Z nie do końca jasnych przyczyn polimeryzacja sprawia duże problemy i będąc na tropie diagnozy tego uczniowskiego problemu wydaje mi się, że kłopot tkwi w dziwnym wyglądzie samych polimerów, ale także literki n , która tam się pojawia. Bo jasnym jest, że nie lubimy literek, tylko konkretne liczby[1].

Przykładowa polimeryzacja.

2. Monomer i polimer

Są dwie ważne definicje, które trzeba przyswoić. Pojęcie monomeru jest intuicyjnie proste, ale dość ciężkie do wytłumaczenia.

  • polimer − to związek wielkocząsteczkowy (tak zwana : makrocząsteczka), zwykle o dużej masie molowej, która powstała w wyniku powtarzalnego łączenia się ze sobą prostych cząsteczek nazywanych monomerami. Warto zapamiętać :  polimer = dużo (wiele) merów. Polimery mogą być oczywiście „nieorganiczne” (np. silikony, będące nieorganicznymi polimerami krzemu).
  • monomer − to zwykle prosta cząsteczka, która stanowi podstawowy składnik polimeru. Jest to związek, z którego syntezujemy polimer! Aby cząsteczkę zakwalifikować jako monomer, musi mieć ona co najmniej dwa miejsca wiązania albo w formie wiązania podwójnego/potrójnego lub w postaci grup funkcyjnych jak grupa hydroksylowa  ―OH czy karboksylowa  ―COOH.  

3. Schemat reakcji polimeryzacji

Prześledźmy teraz dokładnie reakcję polimeryzacji, zobaczmy które wiązania się tworzą, które zrywają i co dokładnie oznaczają te cholerne nawiasy i przeklęte literki n . W tym celu najpierw wyobraź sobie, że musimy narysować wzór cząsteczki liniowego (czyli nierozgałęzionego) alkanu o nazwie ikozan o wzorze C20H42 .

CH3ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH2ーCH3

Trochę wygląda to jak chemiczny wymiar kary dla ucznia, alternatywnie do ,,napisz sto razy w zeszycie : nie będę przeklinał na lekcji geografii[2] ” .

A teraz wyobraź sobie, że masz do narysowania cząsteczkę o wzorze C200H402 . Czy nie lepiej byłoby opracować jakiś sposób zapisu, który znacznie przyspieszy nam zapisywanie takich dużych cząsteczek? Jak zatem szybciej zapisywać duże cząsteczki ? Spójrzmy!

Jak szybko zapisywać duże cząsteczki ?

Mam nadzieję, że powoli widzisz już ten schemat. Teraz spróbujmy opisać ogólny zapis dowolnego polimeru.

Ogólny zapis polimeru wraz z wyjaśnieniem.

Jeśli chodzi o samą reakcję polimeryzacji, to ogólnie można ją przedstawić na zasadzie :

Oznacza to, że nieokreślona liczba (n) cząsteczek monomerów łączy się ze sobą dając jedną dużą cząsteczkę polimeru. Poniżej przykłady reakcji polimeryzacji : 

Przykłady reakcji polimeryzacji.

Prześledźmy dokładnie, co się dzieje z wiązaniami.

Dokładny przebieg reakcji polimeryzacji (w ramach bardziej mnemotechniki, to oczywiście nie jest żaden mechanizm reakcji).

4. Przykładowe polimery wraz z ich monomerami

W ramach dodatkowego treningu zebrałem w tabeli kilka reakcji polimeryzacji z utworzeniem znanych polimerów. Na szaro podałem także mer, którego definicja Was nie obowiązuje, ale być może sam domyślisz się, co to oznacza (różnica mer vs monomer jest dość subtelna, to trzeba przyznać).

Przykładowe reakcje polimeryzacji wraz ze wskazaniem meru, monomeru oraz zastosowania danego polimeru.

5. Pozostałe informacje

Czas na realizację wspaniałego podpunktu z oficjalnych maturalnych wymagań…

TermoplastyDuroplasty
Jest termoplastyczny (czyli w wyższych temperaturach jest plastyczny = można robić sobie z niego różne kształty).Są twarde, nieelastyczne i mają dużą wytrzymałością mechaniczną na rozciąganie i ściskanie. W wysokiej temperaturze są trudnotopliwe. Mnemotechnika[3]?
Porównanie termoplastów i duroplastów, które należą do tworzyw sztucznych.

Co do spalania PCV, to faktycznie w trakcie wydzielają się tak zwane dioksyny, które są po prostu szkodliwe dla zdrowia. Nie sądzę szczerze mówiąc, że tak nudne pytanie pojawiłoby się na maturze…


[1] Bo co to ma być do cholery jasnej!? Liczby do matmy, a litery na polski, a nie tu jakieś mieszanie. Już wystarczy, że alkohole mieszacie na osiemnastkach, to jeszcze przedmioty w szkole!?

[2] Ach, te licealne czasy… Pozdro dla Tomka i Morka!

[3] …duża wytrzymałość mechaniczna na rozciąganie i ściskanie… Czy to nie brzmi jak reklama durexa (= duroplasty) ?

Leave a Reply

%d bloggers like this: