Apa itu Polimerisasi dan contohnya

Untuk memahami apa itu polimerisasi, kita harus tahu bahwa reaksi kimia ini bisa alami atau sintetis dan menghasilkan kombinasi molekul dalam suatu struktur makro.

Monomer adalah, molekul tunggal yang kecil, seperti hidrokarbon dan asam amino. Monomer berikatan bersama untuk membentuk polimer dalam proses yang disebut polimerisasi. Orang menggunakan polimer buatan manusia, seperti polypropylene dan polyvinyl chloride (PVC), di rumah sakit, sekolah dan rumah mereka sendiri, tetapi mereka tercatat hanya sebagian kecil dari bahan-bahan tersebut.

Karet dan selulosa, yang merupakan polimer alami, digunakan untuk membuat segalanya dari ban plastik sampai rayon. Asam deoksiribonukleat (DNA) dan protein juga polimer alam.

Polimer pertama yang dihasilkan dari polimerisasi sintetik adalah bakelite, pada tahun 1909, oleh ahli kimia Belgia Leo Hendrik Baekeland.

Pengertian

Polimerisasi adalah nama proses kimiawi yang menghasilkan pembentukan makromolekul (molekul besar) yang disebut polimer, melalui kombinasi molekul yang lebih kecil, yaitu monomer.

Reaksi polimerisasi sangat umum di alam, seperti yang dapat kita lihat pada karbohidrat (seperti pati) dan protein (seperti kasein susu). Ini juga terjadi secara sintetis, karena sebagian besar polimer yang digunakan oleh manusia setiap hari dibuat secara artifisial.

Polimerisasi bukanlah subjek yang rumit, tapi cara-cara di mana monomer diletakkan bersama-sama bervariasi sehingga para ilmuwan merasa lebih mudah untuk memiliki lebih dari satu sistem untuk menggambarkan proses ini.

Salah satu sistem memisahkan proses mengajukan pertanyaan tentang berapa banyak molekul asli yang tersisa ketika monomer berikatan. Dalam “Selain polimerisasi”, monomer ditambahkan bersama-sama dengan struktur mereka tidak berubah. Semacam ini bisa disamakan dengan ketika anak bermain dengan blok: meskipun dinding anak membangun adalah struktur besar, pada akhirnya, blok individual masih dapat dilihat.

Karet merupakan polimer alami yang digunakan untuk membuat ban.

Ini tidak benar dalam larutan polimerisasi. Proses ini menghasilkan polimer yang kurang masif dari dua atau lebih monomer yang bergabung untuk membentuk itu. Hal ini terjadi karena tidak semua monomer asli diperbolehkan untuk tinggal pada polimer. Hidrogen klorida dan air biasanya terlempar dari campuran ketika polimer terbentuk dengan cara ini.

Sementara kondensasi dibandingkan sistem penambahan menggambarkan proses ini mungkin berguna, itu bukan satu-satunya cara untuk melihat bagaimana polimer bisa terbentuk. Cara lain untuk menjelaskan bagaimana bentuk monomer polimer melibatkan mengamati bagaimana monomer menggabungkan dengan satu sama lain. Dalam polimerisasi pertumbuhan rantai, satu monomer ditambahkan ke koleksi pada suatu waktu sampai polimer terbentuk. Ini adalah metode yang paling sederhana. Sebuah proses yang lebih rumit disebut polimerisasi langkah-pertumbuhan. Di sini, biasanya tidak hanya satu monomer bergabung pada satu waktu. Akhirnya, akan ada cukup monomer untuk membuat polimer.

Polimerisasi adalah proses yang diperlukan. Hanya melalui ini membentuk molekul yang lebih besar sehingga otak manusia ada.

Pembentukan

Secara umum, agar monomer dapat digabungkan dengan monomer lain (apakah sama atau berbeda) dalam reaksi polimerisasi, monomer harus memiliki valensi bebas (ikatan kimia yang akan dilakukan) di kedua monomer.

Valensi-valensi ini muncul sebagai akibat putusnya ikatan, melalui penggunaan katalis (seperti nikel), kondisi eksternal seperti cahaya dan panas, atau oleh fenomena resonansi pada struktur (perpindahan elektron).

Dalam pembentukan polipropilen (polimer PP), misalnya yang digunakan pada peralatan rumah tangga dan mainan, ikatan pi (π) di setiap molekul diputus sebagai berikut:

Pemutusan ikatan pi dalam propilena

Dengan demikian, setiap monomer propilena dapat terikat dengan dua monomer propilena lainnya dan membentuk polimer PP atau polipropilen (poli awalan menunjukkan beberapa unit monomer). Cara yang paling sering untuk merepresentasikan polimer adalah dengan monomer dalam tanda kurung dan, di luar, huruf n, yang menunjukkan beberapa monomer, seperti yang dapat kita lihat pada kasus polimer PP:

Representasi dari polimer PP

Contoh

Reaksi polimerisasi dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti yang akan kita lihat di bawah ini:

a) Reaksi polimerisasi adisi

Dalam polimerisasi ini, selalu ada pemutusan ikatan pi dalam monomer, yang menimbulkan dua valensi bebas dalam struktur, seperti dalam pembentukan polietilen, polimer yang banyak digunakan dalam kemasan farmasi.

Rumus struktur polimer adisi polietilen

Dalam polimerisasi polietilen, molekul etilen (etilen) digunakan sebagai monomer, yang memiliki ikatan pi antara dua atom karbon. Ketika ikatan itu putus, dua valensi bebas muncul, satu pada setiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi. Monomer bersatu persis di masing-masing valensi ini, yaitu valensi yang satu terkait dengan valensi yang lain, dan seterusnya.

Persamaan pembentukan polietilen

b) Reaksi polimerisasi dengan penambahan 1,4

Dalam polimerisasi ini, monomer memiliki dua ikatan rangkap bolak-balik (satu pi dan satu sigma), yang mendukung fenomena resonansi (bergantian posisi elektron pi dari ikatan pi), seperti dalam pembentukan karet sintetis (polibutadiena)

Rumus struktur polibutadiena

Satuan monomer dari polimer ini adalah butadiena, yang memiliki dua ikatan rangkap bolak-balik. Dengan resonansi, struktur mulai memiliki ikatan rangkap antara karbon 2 dan 3, dan dua valensi bebas pada karbon 1 dan 4. Justru di valensi bebas karbon 1 dan 4 inilah monomer digabungkan.

Resonansi butadiena

c) Reaksi polimerisasi kondensasi atau eliminasi

Ini adalah reaksi polimerisasi di mana, secara wajib, dua monomer (sama atau berbeda) secara bersamaan kehilangan atom atau gugus, menghasilkan dua valensi bebas di masing-masing. Jadi, selalu ada eliminasi hidrogen dari monomer, yang kemudian bergabung dengan halogen (F, Cl, Br, I), OH, NH2, atau CN monomer lain.

Jadi, dalam polimerisasi melalui eliminasi, selalu ada pembentukan air, asam halogenasi (HCl, HI, HF, HBr), amonia (NH3) atau asam hidrosianat (HCN), selain polimer. Lihat, misalnya, representasi bentukan poliester, bahan yang digunakan sebagai kain:

Persamaan pembentukan poliester

Monomer yang menyusun poliester adalah asam p-benzenedioat dan etana-1,2-diol. Kita dapat mengamati bahwa dalam polimerisasi ini molekul air dihilangkan, karena dua monomer memiliki dua hidroksil. Dalam proses ini, asam kehilangan dua hidroksil, dan alkohol hanya kehilangan hidrogen hidroksilnya:

Struktur poliester

Monomer poliester terikat oleh oksigen oksigen dan karbon dari karboksil asam.