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title: "Polímeros"
book: "Química escolar — Años 1 a 12"
subject: chemistry
language: es
chapter: 49
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/49-polimeros
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 49 — Polímeros

Un forro polar puede hilarse a partir de botellas de bebida fundidas; una cuerda de escalada está hecha de nailon; esta página es celulosa, fabricada por los árboles. Los tres son [polímeros](#def-g12-polymers-polymer): [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de miles de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de longitud, construidas repitiendo una y otra vez una pequeña unidad. Sus propiedades —blandos o rígidos, elásticos o quebradizos, fusibles o no— dependen menos de los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que contienen que de la forma en que se disponen sus largas cadenas.

**Lo que ya sabes.**

Los [plásticos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-plastic) están formados por [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) muy largas; los [termoplásticos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) se reblandecen al calentarlos y los [termoestables](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) no ([Capítulo 15](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#ch-g8-plastics)). Los grupos [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol), ácido, [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid), [amina](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) y [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) ([Capítulo 33](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#ch-g11-functional-groups)). Una adición une dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) en una sola sin perder ningún [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ([Capítulo 40](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/40-mecanismos-de-reaccion-flechas-curvas#ch-g12-curly-arrows)).

![Botellas de bebida usadas y un forro polar: el mismo polímero, con dos formas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/img-8e3b8191ea06.jpg)

*Botellas de bebida usadas y un forro polar: el mismo [polímero](#def-g12-polymers-polymer), con dos formas.*

## 49.1 Monómeros, polímeros, unidades de repetición

**Definición 49.1 (Polímero, monómero, polimerización).**

Un *polímero* es una sustancia formada por [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) muy grandes, las macromoléculas, cada una construida a partir de muchas unidades pequeñas enlazadas una tras otra. Las [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequeñas a partir de las que se fabrica son sus *monómeros*; la reacción que las une es una *polimerización*.

**Definición 49.2 (Unidad de repetición, grado de polimerización).**

La *unidad de repetición* de un [polímero](#def-g12-polymers-polymer) es el grupo de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) más pequeño cuya repetición da la cadena; se escribe entre corchetes con un [subíndice](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-formula) $n$. El número $n$ de unidades de repetición de una cadena es su *grado de polimerización*.

![La polimerización del eteno: n moléculas de monómero dan una cadena de polietileno, cuya unidad de repetición -CH2-CH2- se escribe entre corchetes.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/fig-7d7102a104f8.svg)

*La [polimerización](#def-g12-polymers-polymer) del eteno: $n$ [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de [monómero](#def-g12-polymers-polymer) dan una cadena de polietileno, cuya [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) $\ce{-CH2-CH2-}$ se escribe entre corchetes.*

**Proposición 49.3 (Masa molar de un polímero).**

Una cadena de [grado de polimerización](#def-g12-polymers-repeat-unit) $n$ tiene una [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass)

$$
M(\text{polímero}) \approx n \times M(\text{unidad de repetición}) ,
$$

ya que los dos extremos de la cadena son despreciables para $n$ grande.

**Demostración.** La cadena son $n$ [unidades de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) más dos grupos terminales de unos pocos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) cada uno; para $n$ del orden de miles, los grupos terminales pesan menos de una milésima parte del total. ∎

**Ejemplo 49.4 (Una cadena de polietileno).**

Una cadena de polietileno de [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) $280\,000\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ tiene $n = 280000/28.0 = 10000$ [unidades de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit), es decir, veinte mil [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono en fila. En una muestra real, las cadenas no tienen todas la misma longitud: $n$ es un promedio.

## 49.2 Polímeros de adición

**Definición 49.5 (Polímero de adición, polímero de condensación).**

Un *polímero de adición* se forma por adiciones de [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) que llevan un [doble enlace](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/24-las-estructuras-de-lewis-y-la-geometria-de-las-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) $\ce{C=C}$, sin ningún otro producto: su [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) tiene los mismos [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que el [monómero](#def-g12-polymers-polymer). Un *polímero de condensación* se forma por reacciones entre dos [grupos funcionales](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-functional-group) que unen dos [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) y liberan una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequeña, normalmente agua, en cada enlace.

| [monómero](#def-g12-polymers-polymer) | [polímero](#def-g12-polymers-polymer) | [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) | usos |
| --- | --- | --- | --- |
| eteno $\ce{CH2=CH2}$ | polietileno (PE) | $\ce{-CH2-CH2-}$ | bolsas, botellas |
| cloroeteno $\ce{CH2=CHCl}$ | poli(cloruro de vinilo) (PVC) | $\ce{-CH2-CHCl-}$ | tuberías, marcos |
| fenileteno $\ce{CH2=CH-C6H5}$ | poliestireno (PS) | $\ce{-CH2-CH(C6H5)-}$ | vasos, espuma |
| tetrafluoroeteno $\ce{CF2=CF2}$ | PTFE | $\ce{-CF2-CF2-}$ | sartenes antiadherentes |

*Cuatro [polímeros de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer). En cada uno, el [doble enlace](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/24-las-estructuras-de-lewis-y-la-geometria-de-las-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) del [monómero](#def-g12-polymers-polymer) se abre y sus dos carbonos se unen a la cadena.*

**Método 49.6 (Hallar el monómero a partir de un polímero).**

1. Busca la [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) : el grupo más pequeño cuya repetición da la cadena.
2. Si la cadena principal solo contiene [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono, es un [polímero de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer) : vuelve a poner un [doble enlace](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/24-las-estructuras-de-lewis-y-la-geometria-de-las-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) entre los dos carbonos de la cadena principal de la [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) . Ese es el [monómero](#def-g12-polymers-polymer) .
3. Si la cadena principal contiene enlaces [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) o [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) , es un [polímero de condensación](#def-g12-polymers-addition-polymer) : corta cada enlace y devuelve a cada lado los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de la [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequeña liberada ( $\ce{-OH}$ al $\ce{C=O}$ , $\ce{-H}$ al $\ce{O}$ o al $\ce{N}$ ). Esos son los [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) .

**Ejemplo 49.7 (El monómero del PVC).**

La cadena $\ce{-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-}$ repite $\ce{-CH2-CHCl-}$; solo contiene carbonos en su cadena principal, así que el [monómero](#def-g12-polymers-polymer) es $\ce{CH2=CHCl}$, el cloroeteno.

## 49.3 Polímeros de condensación

Un [monómero](#def-g12-polymers-polymer) con un solo grupo reactivo solo puede enlazarse una vez: termina una cadena. Para construir una cadena por condensación, cada [monómero](#def-g12-polymers-polymer) necesita dos grupos, uno en cada extremo.

**Ejemplo 49.8 (El PET, un poliéster).**

El etano-1,2-diol, $\ce{HO-CH2-CH2-OH}$, lleva dos grupos [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol); el ácido benceno-1,4-dicarboxílico, $\ce{HOOC-C6H4-COOH}$, dos grupos ácido. Cada grupo ácido forma un [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) con un grupo [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol) y libera agua: la cadena crece por los dos extremos. El [polímero](#def-g12-polymers-polymer) es el poli(tereftalato de etileno), PET, el material de las botellas de bebida y de las fibras de poliéster. Su [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit), $\ce{C10H8O4}$, tiene una [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de $192.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$, es decir, los dos [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) ($62.0 + 166.0$) menos dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua ($36.0$).

![El PET a partir de sus dos monómeros: cada enlace éster (los grupos -CO-O-) libera una molécula de agua.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/fig-6b3320aa3005.svg)

*El PET a partir de sus dos [monómeros](#def-g12-polymers-polymer): cada enlace [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) (los grupos $\ce{-CO-O-}$) libera una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua.*

**Ejemplo 49.9 (El nailon 6,6, una poliamida).**

La hexano-1,6-diamina, $\ce{H2N-(CH2)6-NH2}$, y el ácido hexanodioico, $\ce{HOOC-(CH2)4-COOH}$, se unen mediante enlaces [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine), cada uno de los cuales libera una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua:

$$
\cdots\ce{-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-}\cdots
$$

Los dos seises del nombre cuentan los [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono de cada [monómero](#def-g12-polymers-polymer). Los enlaces [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) de cadenas vecinas se atraen por [enlaces de hidrógeno](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), lo que hace resistentes las fibras de nailon.

**Historia — Carothers y el nailon.**

El químico Wallace Carothers, que dirigía un laboratorio de investigación de una empresa química, se propuso demostrar que los [polímeros](#def-g12-polymers-polymer) eran auténticas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) gigantes y fabricarlos a propósito. Su equipo hizo primero poliésteres, que fundían con demasiada facilidad para ser útiles; en 1934 pasaron a las [aminas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) y fabricaron poliamidas, entre ellas la fibra que más tarde se llamaría nailon. El nailon empezó a producirse en 1939, primero en forma de medias que causaron sensación en una Exposición Universal, y después en paracaídas, cuerdas y cerdas de cepillos de dientes.

![Wallace Carothers en su laboratorio.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/img-56ea3e715b45.jpg)

*Wallace Carothers en su laboratorio.*

## 49.4 Estructura y propiedades

Dos muestras del mismo [polímero](#def-g12-polymers-polymer) pueden comportarse de forma muy distinta: lo que cuenta es la longitud de las cadenas, su forma y cómo están empaquetadas.

**Proposición 49.10 (Cadenas y propiedades).**

- Las cadenas más largas se enredan más: el material es más resistente y funde a una temperatura más alta.
- Las cadenas lineales pueden alinearse unas junto a otras en regiones ordenadas, *cristalinas* ; las cadenas ramificadas no pueden, y quedan desordenadas, *amorfas* . Las regiones cristalinas hacen un [polímero](#def-g12-polymers-polymer) más denso, más rígido y menos transparente.
- Las cadenas unidas lado a lado solo por fuerzas intermoleculares se deslizan unas sobre otras al calentarlas: el [polímero](#def-g12-polymers-polymer) es un [termoplástico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) . Las cadenas unidas por *entrecruzamientos* covalentes no pueden: el [polímero](#def-g12-polymers-polymer) es un [termoestable](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) o, con pocos entrecruzamientos, un sólido elástico de tipo caucho.

**Demostración.** Calentar da a las cadenas energía suficiente para vencer las fuerzas intermoleculares que hay entre ellas ([Capítulo 30](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/30-electronegatividad-polaridad-y-fuerzas-intermoleculares#ch-g11-polarity-and-cohesion)), más débiles que los [enlaces covalentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/24-las-estructuras-de-lewis-y-la-geometria-de-las-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-covalent-bond); cuanto más contacto hay entre cadenas, más energía hace falta. Los entrecruzamientos son covalentes: romperlos destruye el material en lugar de fundirlo. ∎

![Cuatro disposiciones de cadenas de polímero. Los entrecruzamientos (en naranja) son enlaces covalentes entre cadenas.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/fig-7cd8ac1eaac1.svg)

*Cuatro disposiciones de cadenas de [polímero](#def-g12-polymers-polymer). Los entrecruzamientos (en naranja) son [enlaces covalentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/24-las-estructuras-de-lewis-y-la-geometria-de-las-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-covalent-bond) entre cadenas.*

**Ejemplo 49.11 (Dos polietilenos).**

El polietileno fabricado a muy alta presión tiene muchas ramificaciones cortas: sus cadenas se empaquetan mal, y da películas blandas y transparentes para bolsas. Fabricado con un [catalizador](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/42-catalisis#def-g12-catalysis-catalyst) a baja presión, sus cadenas son casi lineales y se empaquetan en regiones cristalinas: es más denso y más rígido, y da botellas de leche y cajas. El mismo [monómero](#def-g12-polymers-polymer), la misma [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit), distinta arquitectura.

## 49.5 Polímeros naturales

Los seres vivos fabricaron [polímeros](#def-g12-polymers-polymer) mucho antes que los químicos.

- La **celulosa** y el **almidón** son cadenas de unidades de glucosa, $\ce{C6H10O5}$ por unidad, unidas de forma distinta: la celulosa forma fibras rectas y resistentes (madera, algodón, papel); el almidón forma espirales que el cuerpo digiere.
- Las **proteínas** son cadenas de aminoácidos unidos por enlaces [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) , los enlaces peptídicos del dipéptido del [Capítulo 48](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/48-estrategia-de-sintesis-y-quimica-verde#ch-g12-synthesis-strategy) .
- El **ADN** es una cadena de nucleótidos; el orden de sus cuatro tipos de unidad almacena la información genética.
- El **caucho natural** es un [polímero de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer) del isopreno, $\ce{CH2=C(CH3)-CH=CH2}$ , que se recoge como un líquido lechoso, el látex, de la corteza del árbol del caucho. Calentado con azufre, sus cadenas quedan unidas por puentes de azufre: el caucho se vuelve más duro y conserva su forma, como en un neumático.

![Sangrado de un árbol del caucho: el látex fluye de un corte en la corteza a una taza.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-polymers/img-46e724f1ae33.jpg)

*Sangrado de un árbol del caucho: el látex fluye de un corte en la corteza a una taza.*

**Observación 49.12 (Hacer y deshacer).**

Un [termoplástico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) puede fundirse y moldearse de nuevo: es el [reciclado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-recycling) mecánico. Un [polímero de condensación](#def-g12-polymers-addition-polymer) también puede descomponerse en sus [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) mediante la reacción inversa, una hidrólisis, y los [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) pueden convertirse en [polímero](#def-g12-polymers-polymer) nuevo: es el [reciclado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-recycling) químico. Un [termoestable](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic) no admite fácilmente ninguno de los dos.

## 49.6 Ejercicios

**Ejercicio 49.1 ★.**

Da el [monómero](#def-g12-polymers-polymer) del polipropileno, cuya [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) es $\ce{-CH2-CH(CH3)-}$.

**Solución de Ejercicio 49.1.**

El propeno, $\ce{CH2=CH-CH3}$.

**Ejercicio 49.2 ★.**

Escribe la [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) del [polímero](#def-g12-polymers-polymer) fabricado a partir del tetrafluoroeteno, $\ce{CF2=CF2}$. ¿Es un [polímero de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer) o de condensación?

**Solución de Ejercicio 49.2.**

$\ce{-CF2-CF2-}$; un [polímero de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer): el [monómero](#def-g12-polymers-polymer) tiene un enlace $\ce{C=C}$ y no se forma ningún otro producto.

**Ejercicio 49.3 ★.**

Clasifica como [polímeros de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer) o de condensación: polietileno, PET, nailon, PVC, poliestireno.

**Solución de Ejercicio 49.3.**

De adición: polietileno, PVC, poliestireno. De condensación: PET (un poliéster), nailon (una poliamida).

**Ejercicio 49.4 ★.**

¿Cuáles de estos [polímeros](#def-g12-polymers-polymer) son naturales: celulosa, nailon, almidón, PVC, caucho del látex, proteínas?

**Solución de Ejercicio 49.4.**

La celulosa, el almidón, el caucho del látex y las proteínas. El nailon y el PVC son sintéticos.

**Ejercicio 49.5 ★.**

¿Por qué cada [monómero](#def-g12-polymers-polymer) de un [polímero de condensación](#def-g12-polymers-addition-polymer) debe llevar dos grupos reactivos?

**Solución de Ejercicio 49.5.**

Cada enlace usa un grupo de cada [monómero](#def-g12-polymers-polymer); con dos grupos, un [monómero](#def-g12-polymers-polymer) puede enlazarse por ambos lados y la cadena sigue creciendo. Un [monómero](#def-g12-polymers-polymer) con un solo grupo detendría la cadena.

**Ejercicio 49.6 ★★.**

Una muestra de PVC tiene una [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) media de $125\,000\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. Calcula su [grado de polimerización](#def-g12-polymers-repeat-unit).

**Solución de Ejercicio 49.6.**

$M(\ce{C2H3Cl}) = 24.0 + 3.0 + 35.5 = 62.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $n = 125000/62.5 = 2000$.

**Ejercicio 49.7 ★★.**

Una cadena de poliestireno tiene un [grado de polimerización](#def-g12-polymers-repeat-unit) de 2500. Calcula su [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass).

**Solución de Ejercicio 49.7.**

$M(\ce{C8H8}) = 104.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $M = 2500 \times 104.0 =
2.60 \times 10^{5}\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**Ejercicio 49.8 ★★.**

El ácido láctico, $\ce{CH3-CH(OH)-COOH}$, lleva un grupo [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol) y un grupo ácido. Demuestra que puede formar por sí solo un poliéster, escribe su [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) y nombra la [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequeña liberada.

**Solución de Ejercicio 49.8.**

El grupo ácido de una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) forma un [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) con el grupo [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol) de la siguiente, que todavía tiene un grupo ácido libre: la cadena crece. [Unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) $\ce{-O-CH(CH3)-CO-}$; en cada enlace se libera agua.

**Ejercicio 49.9 ★★.**

Explica, con la figura de las disposiciones de las cadenas, por qué las películas de las bolsas son blandas y transparentes, mientras que las botellas de leche son rígidas y opacas.

**Solución de Ejercicio 49.9.**

Las películas de las bolsas están hechas de cadenas ramificadas, que no pueden empaquetarse: el material es amorfo, blando y transparente. Las botellas de leche están hechas de cadenas casi lineales, que se empaquetan en regiones cristalinas: más densas, más rígidas, y las regiones cristalinas dispersan la luz.

**Ejercicio 49.10 ★★.**

El mango de una sartén es un [termoestable](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic), y el pomo de [plástico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-plastic) de su tapa también. Describe sus cadenas. ¿Por qué no pueden fundirse y reciclarse?

**Solución de Ejercicio 49.10.**

Sus cadenas están unidas por muchos entrecruzamientos covalentes. Al calentar no se consigue que las cadenas se deslicen; se rompen enlaces y el material se destruye en lugar de fundirse.

**Ejercicio 49.11 ★★.**

Una cadena de nailon 6,6 tiene una [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de $22\,600\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. Calcula la [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de su [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) $\ce{C12H22N2O2}$, y después su [grado de polimerización](#def-g12-polymers-repeat-unit).

**Solución de Ejercicio 49.11.**

$M(\ce{C12H22N2O2}) = 144.0 + 22.0 + 28.0 + 32.0 = 226.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $n = 22600/226.0 = 100$.

**Ejercicio 49.12 ★★★.**

Escribe la reacción entre una [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hexano-1,6-diamina y una de ácido hexanodioico, que da el primer enlace [amida](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine). ¿Por qué el producto puede seguir reaccionando por los dos extremos?

**Solución de Ejercicio 49.12.**

$$
\ce{H2N(CH2)6NH2 + HOOC(CH2)4COOH -> H2N(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + H2O} .
$$

El producto todavía lleva un grupo [amina](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-amine) libre en un extremo y un grupo ácido libre en el otro: cada uno puede reaccionar con otro [monómero](#def-g12-polymers-polymer).

**Ejercicio 49.13 ★★★.**

¿Qué masa de agua se libera al fabricar $1.0\,\mathrm{kg}$ de nailon 6,6?

**Solución de Ejercicio 49.13.**

Dos [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de agua por [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit). $n = 1000/226.0 =
4.42\,\mathrm{mol}$ de [unidades de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit), así que $8.85\,\mathrm{mol}$ de agua: $8.85 \times 18.0 = 159\,\mathrm{g}$.

**Ejercicio 49.14 ★★★.**

El caucho natural es blando y pegajoso cuando está caliente; calentado con azufre, se convierte en el caucho elástico y resistente de los neumáticos. Explícalo con las cadenas. ¿Por qué es tan difícil reciclar un neumático?

**Solución de Ejercicio 49.14.**

El caucho natural caliente está formado por cadenas que se deslizan unas sobre otras. Los puentes de azufre unen las cadenas: se estiran, pero recuperan su forma, y ya no fluyen. Al estar entrecruzado, un neumático no puede fundirse y volver a moldearse.

**Ejercicio 49.15 ★★★.**

El almidón y la celulosa tienen la misma fórmula por unidad, $\ce{C6H10O5}$. Una cadena de celulosa tiene una [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de $1.6 \times 10^{6}\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$. ¿Cuántas unidades de glucosa contiene? ¿Qué longitud tiene, si cada unidad añade $0.5\,\mathrm{nm}$ a su longitud?

**Solución de Ejercicio 49.15.**

$M(\ce{C6H10O5}) = 162.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $n = 1.6 \times 10^{6}/162.0 = 9900$ unidades; longitud $9900 \times 0.5 = 4900\,\mathrm{nm}$, unos $5\,\text{µ}\mathrm{m}$.

## 49.7 Problema: de la botella al forro polar

**Problema 49.1.**

Problema de fin de semana — ¿cuántas botellas de 25 g hacen falta para un forro polar?

Un forro polar está hecho con $300\,\mathrm{g}$ de fibra de PET. Se recogen botellas usadas de $25\,\mathrm{g}$ cada una, que se clasifican, se lavan, se trituran, se funden y se hilan; en este proceso, el $80\,\%$ de la masa de las botellas acaba como fibra en el forro.

**Parte I — El [polímero](#def-g12-polymers-polymer).**

1. Nombra los dos [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) del PET y los [grupos funcionales](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-functional-group) que llevan.
2. ¿Qué enlace se forma entre ellos? ¿Qué [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/11-atomos-y-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequeña se libera?
3. ¿Es el PET un [polímero de adición](#def-g12-polymers-addition-polymer) o de condensación?
4. Calcula las [masas molares](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de los dos [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) .
5. Deduce la [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) de la [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) $\ce{C10H8O4}$ y compruébala con su fórmula.

**Parte II — Las cadenas.**

6. El PET de una botella tiene cadenas de [masa molar](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/25-el-mol-y-la-masa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) media $38\,400\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ . Calcula el [grado de polimerización](#def-g12-polymers-repeat-unit) .
7. ¿Cuántos enlaces [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) contiene, aproximadamente, una cadena?
8. El PET de las botellas es en parte cristalino. ¿Qué dice eso de sus cadenas?
9. ¿Por qué se puede fundir el PET e hilarlo en forma de fibra?

**Parte III — El [reciclado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-recycling).**

10. ¿Qué masa de botellas hace falta para un forro polar?
11. ¿Cuántas botellas son?
12. ¿Qué ocurre con el resto de la masa?
13. ¿Qué principio de la [química verde](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/48-estrategia-de-sintesis-y-quimica-verde#def-g12-synthesis-strategy-green-chemistry) aplica este [reciclado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-recycling) ?

**Parte IV — Vuelta a los [monómeros](#def-g12-polymers-polymer).**

14. Escribe, para una [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) , la hidrólisis del PET en sus [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) .
15. ¿Qué cantidad de [unidades de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit) hay en $1.00\,\mathrm{kg}$ de PET?
16. ¿Qué masas de cada [monómero](#def-g12-polymers-polymer) da la hidrólisis completa de $1.00\,\mathrm{kg}$ de PET?
17. ¿Qué masa de agua consume? Comprueba la [conservación de la masa](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/13-conservacion-de-la-masa-y-ecuaciones-ajustadas#def-g8-balanced-equations-conservation) .
18. Da una ventaja de este [reciclado](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-recycling) químico frente a la fusión.
19. Da la respuesta final: ¿cuántas botellas de $25\,\mathrm{g}$ hacen falta para un forro polar?

**Solución de Problema 49.1.**

**1.** El etano-1,2-diol (dos grupos [alcohol](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-alcohol)) y el ácido benceno-1,4-dicarboxílico (dos grupos [ácido carboxílico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid)).

**2.** Un enlace [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid); se libera agua.

**3.** Un [polímero de condensación](#def-g12-polymers-addition-polymer).

**4.** $M(\ce{C2H6O2}) = 62.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $M(\ce{C8H6O4}) =
166.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**5.** $62.0 + 166.0 - 2 \times 18.0 = 192.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; y $10 \times 12.0 + 8 \times 1.0 + 4 \times 16.0 = 192.0$.

**6.** $n = 38400/192.0 = 200$.

**7.** Dos enlaces [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/33-grupos-funcionales-y-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) por [unidad de repetición](#def-g12-polymers-repeat-unit): unos 400.

**8.** Sus cadenas son mayoritariamente lineales, y partes de ellas se alinean en regiones ordenadas.

**9.** Es un [termoplástico](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/15-los-plasticos-y-los-materiales-sinteticos#def-g8-plastics-thermoplastic): sus cadenas no están entrecruzadas y se deslizan unas sobre otras en caliente.

**10.** $300/0.80 = 375\,\mathrm{g}$.

**11.** $375/25 = 15$ botellas.

**12.** Los tapones, las etiquetas, la suciedad y los recortes se eliminan o se pierden durante la clasificación, el lavado y el hilado.

**13.** Prevenir los residuos (principio 1): un objeto usado se convierte en [materia prima](https://one-course.com/books/chemistry/1/es/chapter/7-de-las-materias-primas-al-reciclaje#def-g5-raw-materials-and-recycling-raw-material).

**14.** $\ce{C10H8O4 + 2H2O -> C2H6O2 + C8H6O4}$.

**15.** $1000/192.0 = 5.21\,\mathrm{mol}$.

**16.** Diol: $5.21 \times 62.0 = 323\,\mathrm{g}$; ácido: $5.21 \times 166.0 = 865\,\mathrm{g}$.

**17.** $2 \times 5.21 \times 18.0 = 188\,\mathrm{g}$ de agua; $1000 + 188 = 323 + 865 = 1188\,\mathrm{g}$: la masa se conserva.

**18.** Los [monómeros](#def-g12-polymers-polymer) pueden purificarse y dar PET nuevo tan bueno como el original, mientras que la fusión acorta un poco las cadenas cada vez.

**19.** Un forro polar necesita 15 botellas de $25\,\mathrm{g}$.