Polimer alam - penerapan rumus dan

Kebanyakan bahan modern konstruksi, farmasi, kain, perabotan rumah tangga, kemasan dan bahan habis pakai merupakan polimer. Adalah kelompok senyawa yang memiliki ciri-ciri. Banyak dari mereka, tetapi meskipun ini, jumlah polimer terus tumbuh. Setelah semua ahli kimia sintetik ditemukan setiap tahun semakin banyak zat baru. Dalam hal ini, makna khusus setiap saat itu polimer alami. Apa ini molekul menakjubkan? Apa karakteristik mereka dan apa saja fitur? Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini dalam artikel.

Polimer: karakteristik umum

Dari sudut pandang kimia, polimer dianggap molekul yang memiliki berat molekul yang besar dari beberapa ribu hingga jutaan unit. Namun, selain fitur ini, masih ada beberapa di mana substansi bisa tepat diklasifikasikan sebagai alam dan polimer sintetis. Mereka adalah:

• terus mengulang unit monomer, yang dihubungkan dengan cara interaksi yang berbeda;
• Gelar polimerase (misalnya, jumlah monomer) harus sangat tinggi, jika tidak senyawa akan dianggap sebagai oligomer;
• menentukan orientasi spasial dari makromolekul tersebut;
• seperangkat sifat fisik dan kimia penting unik untuk grup.

Secara umum, substansi alam polimer dibedakan dari yang lain cukup mudah. Satu hanya untuk melihat rumus untuk mencari tahu. Sebuah contoh khas adalah polyethylene terkenal, yang banyak digunakan dalam rumah tangga dan industri. Ini adalah produk dari reaksi polimerisasi, yang memasuki hidrokarbon tak jenuh adalah etena atau etilena. Reaksi biasanya ditulis sebagai berikut:

NCH ₂ = CH ₂ → (-CH-CH-) _n, di mana n - adalah derajat polimerisasi molekul menunjukkan sebagai unit monomer termasuk dalam komposisi.

Juga sebagai contoh, polimer alami yang terkenal, pati ini. Selain itu, dalam kelompok ini senyawa milik amilopektin, selulosa, protein ayam dan banyak zat lainnya.

Reaksi, yang mengakibatkan makromolekul yang dapat dibentuk, terdiri dari dua jenis:

• polimerisasi;
• polikondensasi.

Perbedaannya adalah bahwa dalam kasus kedua, produk reaksi yang berat molekul rendah. Struktur polimer dapat bervariasi, tergantung pada atom yang membentuk itu. Seringkali ada bentuk-bentuk linier, tetapi ada mesh tiga dimensi, sangat kompleks.

Jika kita berbicara tentang kekuatan dan interaksi yang memegang unit monomer bersama-sama, adalah mungkin untuk mengidentifikasi beberapa dasar:

• Gaya van der Waals;
• ikatan kimia (kovalen, ionik);
• interaksi elektronostaticheskoe.

Semua polimer tidak dapat digabungkan menjadi satu kategori karena mereka memiliki sifat yang sama sekali berbeda, metode pembentukan dan melakukan fungsi berbeda. sifat mereka juga berbeda. Oleh karena itu, ada klasifikasi yang memungkinkan Anda untuk berbagi semua anggota kelompok zat ke dalam kategori yang berbeda. Hal ini didasarkan mungkin terletak beberapa tanda-tanda.

klasifikasi polimer

Jika kita mengambil dasar dari komposisi kualitatif molekul, semua zat dapat ditentukan dalam tiga kelompok.

1. Organik - mereka yang mengandung karbon, hidrogen, belerang, oksigen, fosfor, nitrogen. Artinya, unsur-unsur yang biogenik. Contohnya adalah polietilen berat, polyvinyl chloride, polypropylene, rayon, nilon, polimer alami - protein, asam nukleat dan sebagainya.
2. Elementorganic - komposisi seperti yang mencakup beberapa anorganik dan asing elemen biogenik. Paling sering itu adalah silikon, aluminium atau titanium. Contoh makromolekul seperti: kaca organik, steklopolimery, material komposit.
3. Anorganik - kebohongan di dasar atom silikon rantai bukan karbon. Radikal juga dapat menjadi bagian dari cabang-cabang lateral. Mereka membuka baru-baru ini sebagai pertengahan abad XX. Digunakan dalam pengobatan, konstruksi, teknik dan industri lainnya. Contoh silikon, cinnabar.

Jika Anda membagi polimer asal, adalah mungkin untuk mengidentifikasi tiga dari kelompok mereka.

1. polimer alam yang penggunaannya secara luas dilakukan dengan yang lama. Ini adalah makromolekul untuk penciptaan mana manusia tidak membuat usaha apapun. Mereka adalah produk dari sifat reaksi. Contoh: sutra, wol, protein, asam nukleat, pati, selulosa, kulit, kapas dan lain-lain.
2. Buatan. Ini adalah makromolekul yang dibuat oleh manusia, tetapi atas dasar analog alami. Itu hanya meningkatkan dan mengubah properti dari polimer alam yang ada. Contoh: karet sintetis, karet.
3. Synthetic - polimer ini, penciptaan yang hanya orang yang terlibat. analog alami untuk mereka di sana. Para ilmuwan mengembangkan metode sintesis material baru yang berbeda dengan peningkatan kinerja. Sehingga lahir senyawa polimer sintetik dari segala jenis. Contoh: polyethylene, polypropylene, rayon, serat asetat dan sejenisnya.

Ada lagi fitur, yang merupakan dasar dari pemisahan zat dalam kelompok. reaktivitas ini dan tahan panas. Mengalokasikan dua kategori untuk parameter ini:

• termoplastik;
• termoset.

Yang paling kuno, penting dan sangat berharga masih polimer alami. sifat-sifatnya yang unik. Oleh karena itu, kita selanjutnya melihat itu adalah kategori ini makromolekul.

zat yang merupakan polimer alami?

Untuk menjawab pertanyaan ini, pertama kita melihat di sekitar Anda. Yang mengelilingi kita? Organisme hidup di sekitar kita yang makan, bernapas, mereproduksi, mekar dan menghasilkan buah dan biji. Dan mereka dari sudut pandang molekuler? Ini senyawa seperti:

• protein;
• asam nukleat;
• polisakarida.

Jadi, polimer alam, masing-masing senyawa di atas. Dengan demikian, tampak bahwa kehidupan di sekitar kita, hanya ada berkat kehadiran molekul-molekul ini. Sejak zaman kuno, orang digunakan tanah liat, campuran dan solusi untuk memperkuat dan membangun rumah, tenunan benang, wol, digunakan untuk membuat pakaian katun, sutra, wol dan kulit hewan. polimer organik alami disertai pria di semua tahap pembentukan dan perkembangannya, dan dalam banyak hal membantunya untuk mencapai hasil yang kita miliki saat ini.

Sifat memberikan semua untuk kehidupan orang-orang itu senyaman mungkin. Seiring waktu, karet itu ditemukan, itu menjelaskan sifat yang luar biasa. Manusia telah belajar untuk menggunakan makanan untuk pati, dalam teknis - selulosa. polimer alam dan merupakan kamper, yang juga dikenal sejak zaman kuno. Resin, protein, asam nukleat - merupakan contoh senyawa dalam pertimbangan.

Struktur polimer alam

Tidak semua anggota kelas ini senyawa memiliki struktur yang sama. Dengan demikian, polimer alami dan sintetis dapat bervariasi. molekul mereka berorientasi sehingga paling menguntungkan dan nyaman untuk eksis dalam hal energi. Namun, banyak spesies alami yang mampu membengkak dan struktur mereka dalam proses perubahan. Ada beberapa varian yang paling umum dari struktur rantai:

• linear;
• bercabang;
• seperti bintang;
• datar;
• jala;
• pita;
• sisir.

Buatan dan sintetis makromolekul perwakilan memiliki massa yang sangat besar, sejumlah besar atom. Mereka diciptakan dengan sifat khusus yang diinginkan. Oleh karena itu, struktur mereka awalnya direncanakan untuk pria. polimer alam juga sering baik linear atau mesh pada struktur.

Contoh makromolekul alami

polimer alami dan sintetis sangat dekat satu sama lain. Setelah pertama menjadi dasar untuk kedua. Contoh transformasi seperti banyak. Berikut adalah beberapa dari mereka.

1. plastik konvensional putih susu - ini adalah produk yang diperoleh dengan pengobatan selulosa dengan asam nitrat dengan penambahan kapur barus alami. Reaksi polimerisasi menghasilkan pengerasan polimer yang diperoleh dan konversi ke produk yang diinginkan. Sebuah plasticizer - kamper, sehingga mampu pelunakan ketika dipanaskan dan berubah bentuk mereka.
2. sutra asetat, serat cuprammonium, viscose - merupakan contoh benang, serat, yang diperoleh atas dasar selulosa. Kain yang terbuat dari kapas alami dan linen yang tidak kuat, tidak brilian, mudah lipatan. Tapi analog buatan dari kekurangan-kekurangan ini dirampas, yang membuat mereka gunakan sangat menarik.
3. batu buatan, bahan bangunan, campuran, kulit - juga contoh polimer yang berasal dari bahan-bahan alami.

Sebuah zat yang merupakan polimer alami, dan dapat digunakan dalam bentuk sebenarnya. Contoh-contoh seperti terlalu banyak:

• rosin;
• amber;
• pati;
• amilopektin;
• selulosa;
• bulu;
• wol;
• kapas;
• sutra;
• semen;
• tanah liat;
• kapur;
• protein;
• asam nukleat dan sebagainya.

Hal ini jelas bahwa sebelum kita kelas senyawa sangat besar, praktis penting dan bermakna bagi orang-orang. Sekarang mari kita perhatikan secara lebih rinci beberapa perwakilan dari polimer alam, yang sangat populer saat ini.

Sutra dan wol

Rumus sutra polimer kompleks alami, karena komposisi kimia dinyatakan oleh komponen-komponen berikut:

• fibroin;
• sericin;
• lilin;
• lemak.

Dirinya utama protein - fibroin, memiliki keanggotaan spesies asam amino lebih. Jika saat itu ke rantai polipeptida, itu akan terlihat seperti ini: (-NH-CH ₂ -CO-NH-CH (CH ₃₎ -CO-NH-CH ₂ -CO-) _n. Dan ini hanya bagian dari itu. Jika kita membayangkan bahwa untuk struktur dengan cara van der Waals bergabung tidak kurang kompleks molekul protein sericin, mereka dicampur bersama dalam konformasi tunggal dengan lilin dan lemak, dapat dimengerti mengapa sulit untuk menggambarkan rumus sutera alam.

Sampai saat ini, banyak dari produk ini memasok China, untuk ruang terbuka, ada habitat alami bagi produsen utama - ulat. Sebelumnya, sejak zaman kuno, sutera alam sangat dihargai. Membeli pakaian dari dia hanya bisa mulia, orang-orang kaya. Hari ini, banyak karakteristik dari jaringan miskin. Sebagai contoh, ia sangat magnet dan kusut, di samping itu, paparan sinar matahari kehilangan kilau dan becek. Oleh karena itu, lagi menggunakan derivatif sintetis daripadanya.

Wol - juga merupakan polimer alam sebagai produk fungsi vital dari kulit dan kelenjar sebaceous hewan. Berdasarkan produk protein rajutan ini diproduksi, yang, seperti sutra, merupakan bahan berharga.

pati

pati alami adalah hidup produk pabrik polimer. Mereka menghasilkan sebagai hasil dari proses fotosintesis dan menumpuk di bagian tubuh yang berbeda. komposisi kimia:

• amilopektin;
• amilosa;
• alpha-glukosa.

Struktur tata ruang pati sangat bercabang, teratur. Karena amilopektin disertakan, ia mampu pembengkakan dalam air, menjadi pasta yang disebut. Ini solusi koloid digunakan dalam seni dan industri. Obat-obatan, industri makanan, produksi perekat wallpaper - itu juga penggunaan substansi.

Di antara tanaman yang mengandung jumlah maksimum pati dapat diidentifikasi:

• jagung;
• kentang;
• beras;
• gandum;
• singkong;
• oat;
• soba;
• pisang;
• sorgum.

Atas dasar ini biopolimer panggang roti, membuat pasta, masak jelly, sereal dan produk makanan lainnya.

selulosa

Dari sudut pandang kimia, zat - merupakan polimer yang komposisi dinyatakan oleh rumus (C ₆ H ₅ O _{5) n.} Monomer rantai unit beta-glukosa. Tempat utama konten selulosa - adalah dinding sel tanaman. Itulah sebabnya kayu - sumber berharga senyawa ini.

Selulosa - polimer alami yang memiliki struktur spasial linear. Hal ini digunakan untuk produksi jenis berikut produk:

• produk pulp dan kertas;
• bulu buatan;
• berbagai jenis serat buatan;
• kapas;
• plastik;
• tanpa asap bubuk;
• film dan sebagainya.

Hal ini jelas bahwa nilai industrinya besar. Untuk senyawa ini dapat digunakan dalam produksi, harus mulai untuk mengekstrak dari tanaman. Hal ini dilakukan dengan memasak terus menerus dari kayu di perangkat khusus. pengolahan lebih lanjut, serta reagen yang digunakan untuk pencernaan yang berbeda. Ada beberapa cara:

• sulfit;
• nitrat;
• soda;
• sulfat.

Setelah pengobatan tersebut, produk masih mengandung kotoran. Di jantung lignin dan hemiselulosa. Untuk menyingkirkan mereka, pulp diperlakukan dengan klorin atau alkali.

Pada manusia, tidak ada katalis biologis seperti yang telah berhasil memecah biopolimer kompleks ini. Namun, beberapa hewan (herbivora), disesuaikan dengan ini. perut mereka menetap bakteri tertentu yang membuatnya untuk mereka. Sebaliknya organisme memperoleh energi untuk hidup dan habitat. Bentuk simbiosis ini sangat bermanfaat bagi kedua belah pihak.

karet

polimer alam ini memiliki nilai ekonomi yang berharga. Untuk pertama kalinya hal itu dijelaskan oleh Robert Cook, yang di salah satu perjalanannya menemukan dia. Itu terjadi seperti ini. Setelah mendarat di pulau di mana penduduk asli tinggal tidak diketahui dia, ia disambut hangat oleh mereka. Perhatiannya tertarik dengan anak-anak setempat, yang telah memainkan subjek yang tidak biasa. Tubuh bulat ini ditolak dari lantai dan melompat tinggi di udara, kemudian kembali.

Meminta orang-orang lokal tentang apa yang terbuat dari mainan ini, Masak belajar bahwa ini membeku jus pohon - Hevea. Banyak kemudian, ditemukan bahwa ini adalah karet biopolimer.

Sifat kimia dari senyawa yang dikenal - adalah isoprena, polimerisasi menjalani alami. Formula karet (C ₅ H _{8) n.} sifat-sifatnya, karena yang dia begitu sangat dihormati, sebagai berikut:

• elastisitas;
• daya tahan;
• insulasi listrik;
• kedap air.

Namun, ada kelemahan. Dalam kondisi dingin menjadi rapuh dan rapuh, dan panas - lengket dan kental. Itulah mengapa ada kebutuhan untuk sintesis analog dasar buatan atau sintetis. karet saat ini banyak digunakan dalam aplikasi industri teknik dan. Produk yang paling penting berdasarkan pada mereka:

• karet;
• ebony.

amber

Ini merupakan polimer alami, karena resin ini dalam strukturnya, fosil bentuknya. tata ruang - bata polimer amorf. Mudah terbakar, dapat menyalakan api dari korek api. Ia memiliki sifat luminescence. Ini adalah kualitas yang sangat penting dan berharga, yang digunakan dalam perhiasan. Ornamen atas dasar kuning sangat indah dan permintaan.

Selain itu, biopolimer yang digunakan dalam tujuan medis. Karena diproduksi pelapis cat amplas untuk berbagai permukaan.