Universidad del Valle de Guatemala Facultad de Ciencias y Humanidades Química II
MARIANA LÓPEZ
Práctica No. 1 ELABORACIÓN DEL POLÍMERO “SLIME”
Josué David Aguilar Monterroso Carné No. 14582 Sección 51; No. De Mesa: 6 Viernes 16 de Mayo de 2014.
SUMARIO El principal objetivo de la práctica es la familiarizarse con algunas de las propiedades de los polímeros y plasmar (cuando menos), una técnica de preparación de un polímero. Para la elaboración del polímero “Slime”, se utilizó Alcohol Polivinílico al 10%, Tetraborato de Sodio al 4% (Comúnmente llamado “Bórax”) y Colorante vegetal. Para el segundo polímero, se utilizó Fécula de Maíz, Acetato de Polivinilo (comúnmente llamado pegamento blanco), Colorante vegetal y nuevamente, Tetraborato de Sodio al 4%. Se empleó una probeta de 10 mililitros, 3 recipientes y 2 cucharas plásticas descartables y una bolsa resellable como equipo para esta práctica. Para la preparación del polímero “Slime”, se siguió estrictamente las instrucciones plasmadas del Manual de Laboratorio, donde se mezcló Tetraborato de Sodio y Alcohol Polivinílico. Para el segundo polímero (casero), se realizó una mezcla de Acetato de Polivinilo con Fécula de Maíz, luego se mezcló con Tetraborato de Sodio para que este, adquiriera su forma. Durante la elaboración del polímero “Slime”, se obtuvo las características planteadas, mientras el segundo polímero (casero) no se pudo obtener el resultado deseado. Analizando los resultados de ambos polímeros, se estableció que la mezcla con Alcohol Polivinílico y Tetraborato de Sodio se obtiene un polímero con características idóneas.
D A T O S,
CÁLCULOS
Tabla 1 Características del Polímero “Slime” Reactivos Tetraborato de Sodio y Alcohol Polivinílico
Tabla 2 Características de las mezclas empleadas Reactivos Tetraborato de Sodio y Alcohol Polivinílico Tetraborato de Sodio, Fécula de Maíz y Acetato de Polivinilo
&
RESULTADOS
Descripción Posee gran elasticidad, se puede estirar y este se alarga hasta que esté muy delgado. Tiene la capacidad de rebotar si se lanza a su superficie plana. Al momento de aplanarlo, este se esparce en la superficie. Puede romperse con facilidad
Descripción Mezcla con algo grado de viscosidad, flexible, sólida, poca pegajosidad, rebota y se estira Mezcla homogénea, poco manejable, viscosidad media, su masa es pesada, poco maleable
DISCUSIÓN
DE
RESULTADOS
Para lograr elaborar el polímero mediante el bórax y el PVA, lo que se hizo fue mezclar 25 ml de PVA con el colorante. Se debe de mezclar solamente con 2 gotas de colorante ya que si se le agregaban más gotas del mismo, el polímero podría salir con una forma casi líquida, lo que se debe a que el colorante utilizado venía diluido en agua, lo cual afecta la mezcla ya que el PVA es soluble en agua. Este es opcional, ya que para lo único que se utiliza es para darle buena apariencia al polímero, el cual en este caso se hizo verde.
A la mezcla anterior se le agregó lentamente 6.5 ml de agua, mientras el vaso se iba agitando. Se mezcló junto con esta solución ya que esta forma un polímero entrecruzado con el PVA. El tetra borato de sodio se disuelve en agua dando un ion NA+ y un ion tetra borato. Estos iones de tetra borato enlazan las largas cadenas de PVA mediante enlaces de hidrogeno aprisionando moléculas de agua. (Martínez Pons, 2012). Se agrega de manera lenta ya que se necesita que se esté agitando continuamente, puesto que la consistencia del polímero depende de esta solución. Por esta razón se agitó hasta que se obtuviera una buena consistencia. El polímero se guardó en una bolsa resellable, ya que el “Slime” tiende a evaporarse, por lo que si se desea conservar no se debe de dejar al aire libre por mucho tiempo. El segundo polímero se combinó pegamento blanco mezclado con agua con bórax. También se le agregó colorante, simplemente para darle color, el cual en este caso se hizo rosado. Muchos pegamentos comunes son polímeros, en este caso era un polímero termoplástico, por lo que con el borato de sodio vuelve a formar un polímero entrecruzado (Martínez Pons, 2012). Por medio de errores aleatorios este segundo polímero no funcionó, esto quiere decir que posiblemente se le agregó una mayor cantidad de las sustancias de lo que se requería. Al agregar una mayor cantidad de pegamento blanco, la consistencia del polímero se puso más espesa, por lo cual el experimento fue fallido ya que la cantidad de bórax aplicado no fue proporcional según la cantidad de pegamento agregado. El polímero rebota y se estira más cuando contiene una menor cantidad de agua, y es más viscoso entre más entrecruzado sea el polímero (Medir, 1991). Las posibles fuentes de error de este experimento se pueden dar como se mencionó antes por medio de errores aleatorios, en los cuales las medidas de las sustancias requeridas no se utilizan tal y como se debería. También puede darse por las diferentes temperaturas, las cuales pueden ocasionar que el polímero se evapore rápido.
CONCLUSIONES
Se estableció que la mezcla de Tetraborato de Sodio (Bórax) con Alcohol Polivinílico (PVA) brinda un polímero con características idóneas (tales como brillantez, translucidez, consistencia, elasticidad) en comparación con el polímero casero hecho de Fécula de Maíz, Acetato de Polivinilo y Bórax.
Es de suma importancia mezclar una cantidad de Bórax, en proporción a la cantidad de la otra solución para la realización de un polímero, ya que esta establece la consistencia del mismo.
Se establece que a mayor número de ingredientes empleados en la elaboración de un polímero, aumenta su viscosidad, por esta razón, el polímero elaborado con acetato de polivinilo no podía rebotar, y carecía de elasticidad.
APÉNDICE
Calcular la polidispersidad definida por
̅̅̅̅̅ 𝑀𝑤 ̅̅̅̅̅ 𝑀 𝑛
que resulta de mezclar tres poliestireno con
las siguientes características o 1 mol de poliestireno A con grado de polimerización de 1.0 ∗ 103 o 5 moles de poliestireno B con grado de polimerización de 2.0 ∗ 103 o 1 mol de poliestireno C con grado de polimerización de 1.0 ∗ 104
Resolución Se necesita calcular las masas promedio en número y peso. Con los datos podemos calcular directamente la primera. En un homopolímero, la masa molecular es igual al grado de polimerización por la masa molecular del monómero. ̅̅̅̅ 𝑀 𝑛 =
∑ 𝑁𝑖 𝑀𝑖 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 𝑀𝑜 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 = =( ) 𝑀𝑜 ∑ 𝑁𝑖 ∑ 𝑁𝑖 ∑ 𝑁𝑖
Donde 𝑋𝑖 es el grado de polimerización y 𝑀𝑜 la masa molecular del monómero ̅̅̅̅ 𝑀 𝑛 =(
∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 (1.0 ∗ 103 ) + (2.0 ∗ 103 ) + (1.0 ∗ 104 ) ] 𝑀𝑜 = 3.10 ∗ 103 𝑀𝑜 ) 𝑀𝑜 = [ ∑ 𝑁𝑖 1+5+1
La masa molecular promedio en peso también puede expresarse a partir del grado de polimerización ̅̅̅̅̅ 𝑀 𝑤 =
∑ 𝑊𝑖 𝑀𝑖 ∑ 𝑁𝑖 𝑀𝑖2 ∑ 𝑁𝑖 (𝑋𝑖 𝑀𝑜 )2 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖2 = = = 𝑀 ∑ 𝑊𝑖 ∑ 𝑁𝑖 𝑀𝑖 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 𝑀𝑜 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 𝑜
Con los datos que tenemos:
̅̅̅̅̅ 𝑀𝑤 =
∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖2 1(1.0 ∗ 103 ) + 5(2.0 ∗ 103 ) + 1(1.0 ∗ 104 )2 𝑀𝑜 = 𝑀𝑜 = 5.76 ∗ 103 𝑀𝑜 ∑ 𝑁𝑖 𝑋𝑖 1(103 ) + 5(2 ∗ 103 ) + 1(104 )
… y el índice de polidispersidad será: ̅̅̅̅̅ 𝑀 5.76 ∗ 103 𝑀𝑜 𝑤 𝐼= = = 1.92 ̅̅̅̅ 3 ∗ 103 𝑀𝑜 𝑀 𝑛 (Tuñón, 2011)
Fórmula para elaborar un segundo polímero Ingredientes: 2 cdas. de agua 1 cda. de pegamento blanco ½ cdta de bórax 1 ó 2 gotas de colorantes Fécula de Maíz Procedimiento: 1. Etiquete uno de tus contenedores como "solución de bórax" y el otro como "mezcla de polímeros". Añada 2 cucharadas de agua tibia y ½ cdta. de polvo de bórax en la "solución de bórax", revolviendo hasta que el bórax se haya disuelto. Si desea darle color al polímero, añada unas gotas de colorante vegetal a la mezcla en ese momento. 2. Añada una cucharada de acetato de polivinilo en el envase marcado "mezcla de polímeros", luego agregar 1 cucharada de fécula de maíz y ½ cucharadita de la solución de bórax. Deja que los ingredientes interactúen durante 15 segundos y luego comienza a revolver la mezcla hasta que se vuelva demasiado espesa para revolverla. 3. Retire la bola del recipiente y moldéela en sus manos. La pelota será pegajosa al principio, pero a medida que le dé forma, se secará y se volverá una masa sólida de caucho. Cuando esté suficientemente seca, trate de lanzarla contra una superficie plana. 4. Limpie su área de trabajo y deshazte con mucho cuidado de todos los materiales utilizados.
REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS
APQUA. 1995. Los plásticos en nuestra sociedad: guía del profesor. Barcelona: Reverté, 128 páginas.
Chang, R., Goldsby, K., 2013. Química. 11a. ed. México. Mc Graw–Hill. 1,107 págs.
Martínez Pons, J. 2012. Macromoléculas, Polímeros y Plásticos. http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/la_cienci a_a_tu_alcance_II/quimica/Experiencias_quimica_polimeros_slime_y_silly_putty.htm [15 de julio de 2015]
Tuñón, I. 2011. Problemas de Polímeros. http://www.uv.es/tunon/pdf_doc/prob_polim_res.pdf [10 de julio de 2015]
