INTRODUCCIÓN
En el taller usamos dos vasos de cristal:
Después cogimos otro vaso y pusimos más poliacrilato de sodio.Al mezclarlo con agua,se hidrataba y se hinchaba,aumentando su volumen y creando nieve artificial.
El día Martes 20-10-2009,el curso 3º ESO del Beata Filipina,fuimos a visitar el taller de polímeros de la exposición dada en CosmoCaixa,donde una científica realizó varios experimentos relacionados con los plásticos y la polimerización.
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
-Monómero: Combinación de átomos de carbono y oxígeno,que al unirse,forman moléculas.
-Polímero: Es la unión de muchos monómeros.
-Polimerización: Es la reacción en la cual,se enlazan varios monómeros para forman un polímero.Que a su vez,forman plásticos.
-Plástico: Un plástico es un material,en general,elástico,resistente (tenaz),ligero,aislante de la electricidad y el calor,dúctil,maleable y con unos puntos de fusión bajos.Además es fácil de moldear y fabricar,económico y puede combinarse con otro tipo de materiales para mejorar sus propiedades.
EXPERIMENTOS
En el taller usamos dos vasos de cristal:En el 1º añadimos 2 cucharadas de alginato,junto con alcóhol y colorante rojo.
En el 2º vaso disolvimos una cucharada de cloruro con un poco de agua.
Después,añadimos un poco del contenido del primer vaso al 2º.Y así,se formaron pequeñas bolitas de alginato gelatinosas,pero estaban separadas.
Al vertir todo el contenido en el vaso,las bolitas se juntaron y se formó un material gelatinoso de color rojo.
1b) Justificación teórica:
-Alginato de Sodio (E-401): El alginato es un polisacárido (polímero) formado por dos tipos de monosacáridos (monómero),los dos con un grupo ácido,el ácido gulurónico y el ácido manurónico.
El alginato se obtiene de las algas pardas,un tipo de algas marrones y grandes.
Se disuelve con alcóhol.
-Cloruro de Calcio (E-509): El cloruro de calcio es un compuesto químico,inorgánico,mineral,utilizado como medicamento en enfermedades o afecciones ligadas al exceso o deficiencia de calcio en el organismo.
-Esferificación del alginato: La esferificación es la formación de esferas,bolitas de alginato,en presencia de cloruro de calcio.Al entrar en contacto la disolución con alginato la superficie del líquido se gelatiniza,y provoca el "encapsulado" del líquido en forma de esferas.
2a) Descripción de la experiencia:
Usamos 2 vasos:
En el 1º vertimos un diácido,el cloruro de sebacoilo,que es un líquido pegajoso y viscoso.
En el 2º vaso vertimos hexanodiamina,que es un líquido claro y no viscoso.
Juntamos el contenido de los dos vasos léntamente,vertiendo el cloruro de sebacoilo sobre la pared del vaso donde estaba la hexanodiamina,creando una mezcla inmiscible (no se mezclan).En la interfase (zona de contacto de los dos líquidos),obtuvimos una película blanca llamada nylon.
Con unas pinzas cogimos la película blanca y al sacarla del vaso se formó un hilo de nylon,y lo fuimos enrollando.Después,habría que lavarlo y dejarlo secar.
2b) Justificación teórica:
-Nylon: es un polímero artificial que pertenece al grupo de las poliamidas. Se genera mediante la policondensación de un diácido (cloruro de sebacoilo) con una diamina (hexanodiamina).
-Poliamida: es un tipo de polímero que contiene enlaces de tipo amida.
3a) Descripción de la experiencia:
Cogimos un vaso de plástico e hicimos una mezcla,juntando poliacrilato de sodio (con forma de polvo) y agua destilada.
Al mezclar estos dos ingredientes,conseguimos hacer un gel blando y suave.Este gel se disuelve fácilmente con vinagre.
Después cogimos otro vaso y pusimos más poliacrilato de sodio.Al mezclarlo con agua,se hidrataba y se hinchaba,aumentando su volumen y creando nieve artificial.3b) Justificación teórica:
-Poliacrilato de sodio: es un polímero formado por monómeros —CH2CH2(CO2Na)—.Se observa como un polvo blanco y sin olor. Puede aumentar su volúmen hasta mil veces si se le agrega agua destilada. Debido a sus cualidades es utilizado en pañales, toallas higiénicas o procesos químicos que requieran la absorción de agua.
Este polvo, al añadirle agua, se puede observar como se va absorbiendo por cada uno de los granitos, y se van reuniendo hasta formar una especie de gel cristalino. Debido a que este compuesto posee alta masa molecular, en vez de disolverse, se gelifica. Este compuesto también tiene la singular característica de parecerse a la nieve, mirado a simple vista, por lo que sirve para la creación de nieve artificial.
-Aumento de volumen del poliacrilato de sodio: La capacidad de absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilatos de sodio que cuelgan de la cadena de composición principal del compuesto. Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el sodio, dejando libres iones negativos de carboxilo. Los iones negativos se repelen, estirando la cadena principal y provocando el aumento de volumen. Para que el compuesto vuelva a ser estable y neutro, los iones captan las moléculas de agua.
Este polvo, al añadirle agua, se puede observar como se va absorbiendo por cada uno de los granitos, y se van reuniendo hasta formar una especie de gel cristalino. Debido a que este compuesto posee alta masa molecular, en vez de disolverse, se gelifica. Este compuesto también tiene la singular característica de parecerse a la nieve, mirado a simple vista, por lo que sirve para la creación de nieve artificial.
-Aumento de volumen del poliacrilato de sodio: La capacidad de absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilatos de sodio que cuelgan de la cadena de composición principal del compuesto. Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el sodio, dejando libres iones negativos de carboxilo. Los iones negativos se repelen, estirando la cadena principal y provocando el aumento de volumen. Para que el compuesto vuelva a ser estable y neutro, los iones captan las moléculas de agua.
4a) Descripción de la experiencia:
Cogimos un vaso alargado y echamos en él dos sustancias: poliol e isocianato.Al hacer esta mezcla,se produce poliuretano.Esta reacción química forma una espuma que al cabo de un rato crece,se condensa y se solidifica,creando poliuretano rígido.
4b) Justificación teórica:
-Poliol: una mezcla cuidadosamente formulada y balanceada de glicoles (alcoholes de elevado peso molecular). Se encuentran en mezcla con agentes espumantes y otros aditivos tales como aminas,siliconas,agua, propelentes y catalizadores organometálicos;condicionan la reacción y dan las características a la espuma final. La apariencia es como miel viscosa y puede tener un fuerte olor amoniacal.
-Isocianatos: Algunos son de color café, muy viscosos,y otros son casi transparentes y fluidos.En ocasiones son mantenidos en atmósfera seca de nitrógeno.Tienen además propiedades adhesivas muy apreciadas,por lo que también sirven de aglomerantes para fabricar bloques poli-material.Un ejemplo de aplicación sorprendente es su uso para aglomerar piedras y formar rompeolas para proteger costas.
-Poliuretano: es un polímero que se obtiene mediante condensación de polioles combinados con poliisocianatos. Se subdivide en dos grandes grupos: termoestables y termoplásticos.Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes,pero también existen poliuretanos que son elástómeros,adhesivos y selladores de alto rendimiento,pinturas,fibras,sellantes, para embalajes,juntas, preservativos,componentes de automóvil,en la industria de la construcción,del mueble y múltiples aplicaciones más.
5a) Descripción de la experiencia:
Cogimos un envase de un petitsuis y lo calentamos con un mechero de laboratorio.El petitsuis está hecho con poliestireno,asi que,al calentarlo,vuelve a su forma original,convirtiéndose en una fina lámina de plástico.
5b) Justificación teórica:
-Poliestireno: es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno.Existen cuatro tipos principales: el PS cristal,que es transparente,rígido y quebradizo,el poliestireno de alto impacto,resistente y opaco,el poliestireno expandido,muy ligero,y el poliestireno extrusionado,similar al expandido pero más denso e impermeable.
6a) Descripción de la experiencia:
Vertimos poliexpán a un vaso con acetona.Vimos cómo la acetona consumía el poliexpán en unos segundos.
También vimos almidón,un bioplástico que sirve para hacer bolas de relleno de embalaje,de este bioplástico se sacan los gusanitos.Asi que,nos lo comimos.No sabe a nada y es un poco pegajoso.
6b) Justificación teórica:
-Poliexpán (Poriestileno expandido): es un material plástico espumado,derivado del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción.Un dato interesante es que en su composición lleva un 90% de aire.
-Acetona: es un compuesto químico de fórmula química CH3(CO)CH3 del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio ambiente.A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro de olor característico.Se evapora fácilmente,es inflamable y es soluble en agua.La acetona sintetizada se usa en la fabricación de plásticos,fibras,medicamentos y otros productos químicos,así como disolvente de otras sustancias químicas.
-Almidón: es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas,constituido por amilosa y amilopectina.Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo.Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual.
4b) Justificación teórica:
-Poliol: una mezcla cuidadosamente formulada y balanceada de glicoles (alcoholes de elevado peso molecular). Se encuentran en mezcla con agentes espumantes y otros aditivos tales como aminas,siliconas,agua, propelentes y catalizadores organometálicos;condicionan la reacción y dan las características a la espuma final. La apariencia es como miel viscosa y puede tener un fuerte olor amoniacal.
-Isocianatos: Algunos son de color café, muy viscosos,y otros son casi transparentes y fluidos.En ocasiones son mantenidos en atmósfera seca de nitrógeno.Tienen además propiedades adhesivas muy apreciadas,por lo que también sirven de aglomerantes para fabricar bloques poli-material.Un ejemplo de aplicación sorprendente es su uso para aglomerar piedras y formar rompeolas para proteger costas.
-Poliuretano: es un polímero que se obtiene mediante condensación de polioles combinados con poliisocianatos. Se subdivide en dos grandes grupos: termoestables y termoplásticos.Los poliuretanos termoestables más habituales son espumas muy utilizadas como aislantes térmicos y como espumas resilientes,pero también existen poliuretanos que son elástómeros,adhesivos y selladores de alto rendimiento,pinturas,fibras,sellantes, para embalajes,juntas, preservativos,componentes de automóvil,en la industria de la construcción,del mueble y múltiples aplicaciones más.
5a) Descripción de la experiencia:
Cogimos un envase de un petitsuis y lo calentamos con un mechero de laboratorio.El petitsuis está hecho con poliestireno,asi que,al calentarlo,vuelve a su forma original,convirtiéndose en una fina lámina de plástico.
5b) Justificación teórica:
-Poliestireno: es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno.Existen cuatro tipos principales: el PS cristal,que es transparente,rígido y quebradizo,el poliestireno de alto impacto,resistente y opaco,el poliestireno expandido,muy ligero,y el poliestireno extrusionado,similar al expandido pero más denso e impermeable.
6a) Descripción de la experiencia:
Vertimos poliexpán a un vaso con acetona.Vimos cómo la acetona consumía el poliexpán en unos segundos.
También vimos almidón,un bioplástico que sirve para hacer bolas de relleno de embalaje,de este bioplástico se sacan los gusanitos.Asi que,nos lo comimos.No sabe a nada y es un poco pegajoso.
6b) Justificación teórica:
-Poliexpán (Poriestileno expandido): es un material plástico espumado,derivado del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción.Un dato interesante es que en su composición lleva un 90% de aire.
-Acetona: es un compuesto químico de fórmula química CH3(CO)CH3 del grupo de las cetonas que se encuentra naturalmente en el medio ambiente.A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro de olor característico.Se evapora fácilmente,es inflamable y es soluble en agua.La acetona sintetizada se usa en la fabricación de plásticos,fibras,medicamentos y otros productos químicos,así como disolvente de otras sustancias químicas.
-Almidón: es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas,constituido por amilosa y amilopectina.Proporciona el 70-80% de las calorías consumidas por los humanos de todo el mundo.Tanto el almidón como los productos de la hidrólisis del almidón constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual.
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