Polimerización para niños
La polimerización es un proceso químico fascinante donde pequeñas moléculas, llamadas monómeros, se unen para formar una molécula mucho más grande, conocida como polímero. Imagina que los monómeros son como piezas de LEGO que se conectan para construir una estructura gigante.
Los polímeros pueden ser cadenas largas y rectas o estructuras tridimensionales más complejas. Este proceso es fundamental para crear muchos materiales que usamos a diario, como plásticos, gomas y fibras.
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Homopolímeros
Copolímeros
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Contenido
¿Qué es la Polimerización?
La polimerización ocurre de muchas maneras diferentes, dependiendo de cómo se unen los monómeros y de las características de estas pequeñas moléculas. Algunas polimerizaciones son más sencillas, mientras que otras son más complejas.
Existen dos formas principales de clasificar la polimerización:
- Por cómo se unen los monómeros:
* Polimerización por adición * Polimerización por condensación
- Por cómo crece la cadena del polímero:
* Polimerización por crecimiento en cadena * Polimerización por crecimiento en etapas
Polimerización por Adición y Condensación
Estas son dos formas básicas en que los monómeros se convierten en polímeros.
Polimerización por Adición
En la polimerización por adición, los monómeros se unen sin perder ningún átomo. Es como si las piezas de LEGO se encajaran perfectamente sin que se caiga ninguna parte. La composición química del polímero final es exactamente la suma de las composiciones de todos los monómeros que lo forman.
Polimerización por Condensación
En cambio, en la polimerización por condensación, los monómeros pierden algunos átomos cuando se unen. Generalmente, se forma una molécula pequeña, como el agua, que se "condensa" y se libera. Por eso, los polímeros de condensación suelen tener subproductos.
¿Cómo Crecen los Polímeros?
La forma en que las cadenas de polímero se hacen más largas también nos ayuda a clasificar la polimerización.
Polimerización por Crecimiento en Cadena
En este tipo de polimerización, los monómeros se añaden a la cadena uno por uno. Imagina que tienes una cadena de papel y solo puedes añadir un eslabón a la vez al final. Primero se forman dos unidades (dímeros), luego tres (trímeros), y así sucesivamente. La cadena crece rápidamente una vez que empieza.
La mayoría de los plásticos comunes, como el polietileno (usado en bolsas y envases) y el cloruro de polivinilo (PVC, usado en tuberías), se fabrican con este método.
Controlando el Crecimiento
Controlar la temperatura es muy importante en estas reacciones, ya que suelen liberar mucho calor. Los científicos e ingenieros han desarrollado muchos métodos para fabricar polímeros, como la polimerización en emulsión o en solución, que ayudan a controlar el proceso y obtener el material deseado.
Polimerización por Crecimiento en Etapas
En la polimerización por crecimiento en etapas, las cadenas pueden crecer de forma diferente. Aquí, no solo los monómeros se unen a una cadena en crecimiento, sino que dos cadenas ya formadas (por ejemplo, una de dos unidades y otra de tres) pueden unirse para formar una cadena aún más larga. Es como si pudieras unir dos cadenas de papel ya hechas para formar una más grande.
Las cadenas largas se forman más lentamente y solo cuando la reacción está muy avanzada. Un ejemplo de polímero hecho por este método es el poliéster, usado en ropa y botellas.
Polimerización por Apertura de Anillos
Este es un tipo especial de polimerización donde un monómero que tiene forma de anillo se abre y se une a otros monómeros para formar una cadena lineal. Es como si un anillo se rompiera y se estirara para unirse a otros anillos rotos.
Este método se ha usado desde principios del siglo XX para crear polímeros. Un ejemplo industrial importante es la producción de nailon-6, un material muy resistente usado en fibras y plásticos.
Polimerizaciones en la Naturaleza
En los seres vivos, la polimerización es un proceso vital. Por ejemplo, así se forman el ADN (nuestro material genético) y las proteínas (que realizan muchas funciones en el cuerpo). Estos procesos biológicos son mucho más complejos que los que hacemos en un laboratorio.
En la naturaleza, estas reacciones suelen usar "moldes" o "plantillas" para asegurarse de que las unidades se unan en el orden correcto. Por ejemplo, en la fabricación de proteínas, una molécula llamada ARNm actúa como molde para guiar la formación de la proteína.
Polimerización con Luz
La fotopolimerización es un tipo de polimerización que se inicia con la absorción de luz, ya sea visible o ultravioleta. La luz puede ser absorbida directamente por el monómero o por una sustancia especial que transfiere la energía al monómero.
Este proceso es muy útil en la fotografía y la impresión, porque la polimerización solo ocurre donde la luz incide. Esto permite crear imágenes en relieve. También se usa en la impresión 3D, donde la luz construye objetos capa por capa.
¿Por Qué Ocurre la Polimerización?
Las reacciones de polimerización suelen liberar calor, lo que significa que son "exotérmicas". Esto ayuda a que la reacción ocurra. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta, el polímero puede empezar a romperse y volver a ser monómeros, un proceso llamado despolimerización. Cada polímero tiene una temperatura límite por encima de la cual esto puede suceder.
Galería de imágenes
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Polimerización del estireno en poliestireno.
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Polimerización de etileno.
Véase también
En inglés: Polymerization Facts for Kids
