Práctica de laboratorio Quimica de los polimeros

1. FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y FORMALES
ESCUELA PROFESIONAL DE QUÍMICA
Práctica N° 01
“SÍNTESIS DE POLIESTIRENO “
Laboratorio de Química de los Polímeros
Integrantes:
• AMBOR MACHACA ANGELES YULISSA
• CARNERO LINARES IVONE ZARAHI
• CCOSCCO FLORES ANA CELIA
• LLOSA CHOQUICONDO, SHIRLEY SOLENKA
• POMALEQUE MAMANI CARLOS
• VÁSQUEZ MOLLEAPAZA DARWIN A.
• VENTURA OLLACHICA WINY XIMENA
Docente:
• ROSSANA GEORGINA JUAREZ MONTIEL
Arequipa – Perú
2021

2. Reporte 01
SÍNTESIS DE POLIESTIRENO
I. OBJETIVOS
● Obtener poliestireno por el método de polimerización por adición.
● Analizar cualitativamente las propiedades físicas del poliestireno.
II. DISEÑO EXPERIMENTAL
El poliestireno (PS) es uno de los polímeros de vinilo de mayor volumen, utilizado en
innumerables productos, desde envases de alimentos y cubiertos de plástico hasta aislamiento
de viviendas. Las principales razones de su gran popularidad son su bajo costo, alta
transparencia, buenas propiedades mecánicas y facilidad de coloración, formación de espuma
y procesamiento.
El poliestireno comercial se sintetiza principalmente mediante polimerización a granel, en
suspensión o en solución de etilbenceno (estireno). El método más común es la
polimerización por radicales libres, usando peróxido de benzoilo como iniciador.
2.1 Reactivos
● Estireno C8H8(l)
● Cloruro de calcio CaCl2(s)
● Peróxido de benzoilo C14H10O4(s)
● Hidróxido de sodio 2.5 M NaOH(l)
● Agua destilada H2O(l)
2.2 Equipos y materiales
● Vasos de precipitado
● Probeta
● Tubo de ensayo
● Embudo de decantación
● Matraz erlenmeyer
● Papel aluminio
● Pinza para tubo de ensayo
● Reverbero

3. 2.3 Procedimiento experimental
PARTE A: ACONDICIONAMIENTO DE ESTIRENO
2.3.1. En 20 mL de agua añadir 5 mL de una solución de hidróxido de sodio al 2.5 M.
2.3.2. En un embudo de separación pequeño, colocar 15 mL de estireno y los 25 mL de agua
e hidróxido de sodio, y agitar hasta apreciar la separación de la misma en dos capas.
2.3.3. Separar y desechar la capa inferior alcalina.
2.3.4. Lavar la capa superior dos veces con una pequeña cantidad de agua. (Lo suficiente para
eliminar cualquier rastro de la fase alcalina).
2.3.5. Separar con cuidado el estireno del agua y verter en un vaso precipitado pequeño.
2.3.6. En el vaso precipitado con estireno añadir una pequeña cantidad de cloruro de calcio, y
taparlo con papel aluminio por 5 minutos.
PARTE B: POLIMERIZACIÓN POR VÍA DE RADICALES
2.3.7. Decantar cloruro de calcio pasando únicamente el líquido a otro envase.
2.3.8. añadir 0.1 g de peróxido de benzoílo, procurando que haga contacto con toda la
solución.
2.3.9. Calentar en una cocinilla hasta ebullición.
2.3.10. A medida que la polimerización avanza, la
viscosidad del líquido debe aumentar poco a poco
al cabo de 30 a 40 minutos.
2.3.11. Si no se aprecia ningún cambio en la
viscosidad del líquido, dejarlo en calentamiento
durante 1 hora o más, y se deja enfriar.
2.3.12. Cuando el líquido esté viscoso, se puede
introducir en el mismo un objeto pequeño que
quedará alojado en este polímero termoplástico al
dejarlo enfriar de 2 a 3 días.

4. 2.4 Reacción química
2.5 Mecanismo de reacción
La polimerización de estireno se ha estudiado más extensamente que cualquier otra
principalmente debido a su cinética simple y relativamente reproducible. El mecanismo de
radicales libres para el estireno se muestra a continuación. Implica:
A) Iniciación
Se da la formación de radicales (inducidos por calor) seguida de la reacción del radical con
un monómero de estireno.
B) Propagación
Se da la adición progresiva de monómeros a la cadena de polímeros en crecimiento.
C) Terminación
Se da una terminación paso, que es la destrucción del centro activo de crecimiento por
combinación o acoplamiento de dos radicales.

5. III. DIAGRAMA DE BLOQUES

6. IV. OBSERVACIONES
● En esta síntesis se utiliza NaOH de 2,5 M, CaCl2, peróxido de benzoilo y estireno.
● La síntesis consta de 2 partes; acondicionamiento de estireno y polimerización por vía
de radicales.
● En la parte A al mezclar los reactivos en un embudo de separación (estireno, agua y
NaOH) se forman 2 fases y al agitar se abre la válvula para la liberación de gases.
● En la fase inferior se encuentra la capa alcalina (coloración naranja).
● En la fase superior se encuentra el estireno (coloración amarilla).
● Se lava con agua la capa superior para eliminar restos de la fase alcalina.
● Para una mejor decantación de CaCl2 se debe usar un embudo de decantación.
● Al llevar la muestra a una estufa, esta aumenta su viscosidad y se torna de amarillo a
incoloro.
● A mayor tiempo de enfriamiento, aproximadamente de 2 a 3 días, será mayor el
endurecimiento de nuestro polímero (poliestireno).
V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
El método cualitativo utilizado para realizar la práctica es válido porque el
poliestireno se puede obtener por polimerización de radicales libres. El polímero
obtenido es un sólido translúcido.

7. Durante la práctica existieron errores aleatorios y sistemáticos que afectaron
principalmente a la cantidad y la calidad de poliestireno obtenido ya que el compuesto
principal que fue el estireno tiene la característica particular de ser volátil que al
mezclarse con el cloruro de calcio este evitó evaporarse.
Cuando la solución fue reservada en el matraz de erlenmeyer se pierde cierta cantidad
de muestra, porque algunas partículas quedaron adheridas a las paredes de este, los
errores cometidos no afectaron en la práctica ya que al final de 1 semana se pudo
observar el material obtenido completamente sólido y así a la vez evidencia que la
práctica obtuvo un resultado cualitativo.
VI. CONCLUSIONES
Utilizando el método de polimerización por adición se logró obtener el poliestireno.
Mediante la práctica se demostró las propiedades cualitativas del poliestireno, ya que
estos polímeros son termoplásticos, son moldeables a temperatura alta, ya que tiene
esa propiedad, más no se solidifica rápidamente, se debe dar un tiempo prudente para
que las macromoléculas puedan ordenarse y formar redes cristalinas, mientras más
lento sea el proceso de solidificación se obtiene un mejor procesos de cristalización.
El poliestireno es uno de los innumerables polímeros que se pueden encontrar en la
vida diaria y que consta de una cadena larga hidrocarbonada que se produce por
polimerización vinílica de radicales libres tomando como base el estireno.
VII. CUESTIONARIO
Link del Video: https://www.youtube.com/watch?v=7WDLUYvjExI
En este video se realiza la síntesis de poliestireno en polvo, para ello se utilizó el
monómero de estireno, como iniciador al peróxido de benzoilo, como solvente el
tolueno y finalmente el metanol para precipitar el polímero. Se pesa 0,3g de peróxido
y colocarlo dentro de un tubo, agregar 20 ml de tolueno, agitar y agregar 5 ml de
estireno, agitar y llevarlo a baño termostatizado a 90°C por 1h, cabe resaltar que el
tubo de ensayo debe estar tapado con una tapa de goma para evitar el ingreso de
oxígeno. Posteriormente se deja enfriar y se observa que la solución se va poniendo
más turbia, debido a que el polímero en su interior se está haciendo cada vez más
insoluble.
Se vierte la solución a un vaso de precipitados y agregar metanol para lavar el
polímero, se separa por decantación y se realiza un segundo lavado para eliminar el
tolueno; finalmente se filtra al vacío para eliminar el solvente en exceso. El sólido
resultante se coloca en una luna de reloj y llevarlo a la estufa para secar, finalmente se
obtuvo 1,45 g de poliestireno en polvo, posterior a ello se hace la caracterización del
poliestireno obtenido como la prueba de solubilidad en acetona la cual fue positiva,
también se realizó la determinación del punto de fusión, obteniéndose una
temperatura de fusión de 186°C.

8. Algunas recomendaciones serían:
● Manipular adecuadamente el peróxido de benzoilo, ya que este pasa de sólido a gas
rápidamente y podría explotar y no olvidar mantenerlo hidratado. (refrigeración).
● Los monómeros deben almacenarse con un inhibidor en su interior y evitar la
presencia de oxígeno ya que se pueden polimerizar.
● Para la caracterización del producto obtenido sería recomendable realizar más
pruebas, como por ejemplo llevarlo a un espectrofotómetro IR, para tener mayor
certeza de que se trata de poliestireno.
VIII. BIBLIOGRAFÍA
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