POLÍMEROS DE SILICIO

PRÁCTICA: #2

POLÍMEROS DE SILICIO:

SÍNTESIS DE BOLIGOMA.

OBJETIVOS

Ver la influencia de la proporción de B2O3 en las propiedades físicas de un polímero sintetizado.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En un matraz bola de 250mL se colocaron 15mL de Me2SiCl2, colocamos un refrigerante al matraz y se adicionaron 30mL de éter etílico, agitando la mezcla.

Se adicionaron 30mL de H2O gota a gota. Cuando el burbujeo se detuvó, retiramos el refrigerante, colocamos la mezcla en un embudo de separación y separamos la parte acuosa, de la cual medimos el pH.

Adicionamos lentamente a la disolución de éter contenida en el émbudo de separación una disolución de NaHCO3 al 10% (15mL) esto para lavar. Separamos la fase acuosa, medimos el pH y si obteníamos un pH ácido, continuábamos agregando NaHCO3 para la neutralización de la fase acuosa. Por último agregamos H2O y nuevamente separamos la fase acuosa.

Se transfiere a un vaso de precipitados la disolución y secamos el éter con sulfato de magnesio. Decantamos la disolución de éter, filtramos el sulfato de magnesio sobrante y vaciamos a un matraz de bola de 50mL con una barra de agitación previamente pesados.

Destilamos la disolución con un equipo de destilación, al producto colectado en un vaso de precipitados le agregamos 3.3g de B2O3, mientras se agitó con una varilla de vidrio y calentamos a 200°C usando un baño de arena.

El producto adquiere un aspecto de masilla en ese momento suspendimos el calentamiento, dejamos enfriar y sacamos el producto. Formamos esferas y las hicimos rebotar.

CUESTIONARIO

1. La reacción entre los halogenuros de alquilo (análogos de los organosilanos halogenados) y el agua produce el correspondiente alcohol. Sin embargo, la reacción que usted ha llevado a cabo no produjo el correspondiente alcohol, ya que éstos condensan bajo las condiciones de hidrólisis dando diferentes compuestos, comúnmente llamados siliconas.

2. Escriba las reacciones que se llevan a cabo al mezclar diclorotrimetilsilano y agua.

HIDRÓLISIS. (CH3)2SiCl3+H2O>(CH3)2Si(OH)2+2HCl

CONDENSACIÓN. (CH3)2Si(OH)2>[-O-Si(CH3)]2-+ H2O

3. Que hubiera pasado durante la hidrólisis si se hubiera adicionado clorotrimetilsilano a la mezcla éter/diclorodimetilsilano?

En la hidrólisis del Me2SiCl2 se da la formación de cadenas lineales y ciclos, pero las cadenas se terminan cuando se agrega Me3SiCl de este modo se determina la longitud de la cadena medida del polímero, ya que el segundo compuesto introduce ramificaciones y entrecruzamientos que cambian las propiedades del polímero.

4. ¿A qué se debe el cambio del aceite de silicona a boligoma? ¿Cuál es la función del óxido de boro?

El aceite de silicona es inerte y muy estable a altas temperaturas, esto hace posible su manipulación; la función del oxido de boro es darle cierta consistencia a este líquido y así se puede formar la pelotita de boligoma

5. ¿Cómo se modifican las propiedades de la boligoma cuando varía la cantidad de óxido de boro?

6. ¿A qué se deben las diferencias observadas?

Se debe a la estabilidad que se va produciendo por la baja reactividad de la cadena del polímero, dichas cadenas se van entrecruzando. Dichos polímeros entrecruzados son materiales termoestables y no fluyen como los líquidos al ser calentados y tienen propiedades parecidas a las de la goma.

7. ¿Cambiaron las propiedades pasada una semana?

La pelotita de goma pasó de un tono claro a un tono transparente más obscuro, cabe mencionar que tenia cristales blancos dentro (B2O3), en superficies de tela o papel era algo pegajosa y al parecer se iba “derritiendo”.

8. ¿Cuáles fueron las proporciones óptimas de B2O3 para la obtención de boligoma?

9. ¿Podría usted dar una explicación del porque de las diferentes propiedades físicas y químicas de SiO2 y CO2.

10. Se conoce una enorme variedad de polímeros de silicio. Siliconas que tengan aplicaciones en medicina y en la industria pesada.

OBSERVACIONES

La mezcla entre el Me2SiCl2 y el éter adquirieron un aspecto aceitoso. Al adicionar las gotas de agua sale un vapor que es Cl2, en el matraz se observa un burbujeo y sigue el aspecto aceitoso.

Cuando paró el burbujeo y separamos las fases, la fase acuosa tenía un pH de 2, es decir estaba muy ácida. Al adicionar a la disolución de éter el NaHCO3, se observó un burbujeo y un desprendimiento de un vapor (CO2), al medir su pH obtuvimos el valor de 8, el cual decidimos dejar así ya que, si seguíamos agregando NaHCO3 nos pasaríamos de pH muy ácido a un pH muy básico. El último lavado de H2O se hizo para retirar las sales que pudiera tener la disolución. En las tres separaciones la fase acuosa era de mayor volumen que la fase orgánica.

Al transferir la fase acuosa al vaso de precipitados para secarla con sulfato de magnesio (de color blanco) quedó de color transparente y parte del sulfato no reaccionó el cual se quedó en el papel filtro cuando se realizó la filtración.

Nuestro producto destiló a 30°C se recolectó en un vaso de precipitados y el liquido era incoloro. Al realizar el cálculo para adicionar el 5% de B2O3 hubo una confusión y agregamos más del que se necesitaba, la especie de masilla se formó en menos de 5 minutos quedando B2O3 sin reaccionar, la masilla se pegó inmediatamente al vaso, retiramos el vaso del baño de arena, dejamos enfriar la masa, al sacarla y hacer pequeñas esferas, se sentía como crujiente. Formamos una pequeña esfera que tenía una capa trasparente pero, en el interior tenia polvo de color blanco que era el oxido de boro sin reaccionar, la pelota formada si rebotó pero, al momento de tratar de estirarla se partía en trozos.

CONCLUSIONES

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