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Polimerização de alcenos com ácido

Polimerização de alcenos com ácido. Versão original criada por Sal Khan.

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Transcrição de vídeo

RKA1JV Vamos supor que temos cloroeteno aqui e você não precisaria chamar isto de "1-cloro-et-1-eno", pois você tem apenas cloroeteno. Só existe uma maneira de desenhar isso e o nome comum para isto é cloroeteno ou cloreto de vinila. Vamos supor que temos muitas moléculas de cloroeteno juntamente com, ou misturado com cloreto de hidrogênio, que é o ácido clorídrico. Eu desenhei todos os elétrons de valência para o átomo de cloro e também desenhei um pequeno elétron em púrpura, o elétron provido do átomo de hidrogênio. Já vimos algo semelhante a isso anteriormente. O que provavelmente acontecerá? Talvez um desses carbonos queira abandonar um elétron. Este elétron vai para o hidrogênio, pois este elétron já está sendo atraído pelo cloro, então, esse hidrogênio tem uma carga parcial positiva. O cloro tem uma carga parcial negativa, de modo que o elétron seria atraído para o átomo de hidrogênio. Então, este elétron pode ser completamente retido pelo cloro. Se tivéssemos que decidir qual desses carbonos é o mais favorecido a abandonar o elétron, você teria que dizer quais destes está ligado há coisas que podem compartilhar um pouco de elétrons com eles. Esse carbono somente está ligado a átomos de hidrogênio, então, ele já está compartilhando um único elétron dele e não existem mais elétrons para compartilhar. Este aqui está ligado ao cloro, então, o cloro tem vários elétrons de valência, ele pode compartilhar um pouco com esse carbono se este aqui se tornar um carbocátion. Este aqui vai perder um elétron, esse carbono vai formar a ligação com este hidrogênio, então, vamos desenhar isto, vamos dizer que os elétrons desses carbonos são estas coisas azuis ali. Nós podemos desenhar isto assim. Isso vai ser para o hidrogênio, então, o elétron púrpura do hidrogênio, vai para o cloro, este é apenas um mecanismo plausível. Agora, uma vez que isso acontece, como o nosso produto irá se parecer? Terá esse carbono aqui ligado a dois hidrogênios, ele tem sua ligação simples com outro carbono que acabou de perder seu elétron, que está ligado ao hidrogênio e ao cloro. Então, esse carbono à esquerda, está, agora, ligado ao átomo de hidrogênio. Esse elétron vai para o átomo de hidrogênio e forma uma ligação com ele, então é formada a ligação. Este pequeno elétron azul está neste terminal, eu quero fazê-lo em azul, este pequeno elétron, em azul, neste terminal da ligação. Agora, o elétron do hidrogênio. E aquele elétron púrpura vai para o cloro, então, agora ele é íon negativo, um íon de cloro. Temos o íon de cloro, ele tem os seus sete elétrons normais de modo que ele iniciou, mas agora ele pegou esse elétron do hidrogênio, então, ele tem oito elétrons de valência, ele ganhou um elétron. Agora tem uma carga negativa. Esse aqui perdeu um elétron, então, agora ele tem uma carga positiva. Agora, a próxima coisa que você deve esperar que aconteça, se nós apenas seguirmos o comportamento usual dos últimos vídeos, você dirá: esse aqui irá pegar um elétron do ânion de cloro. Eu deveria dizer que é completamente plausível, mas existem também muitas moléculas de cloroeteno. Esta não é uma molécula de cloroeteno. Eu deveria dizer que é completamente plausível, mas existem também muitas moléculas de cloroeteno, muitos cloroetenos ao redor. Vamos jogar outro desses aqui. Temos mais moléculas disso, então, ele pode pegar um elétron deste íon de cloro ou ele poderia pegar um elétron deste outro aqui. Lembre-se que este, assim como esse outro, que era esse aqui, não necessita de uma imensa quantidade de energia para fazer este outro perder um elétron. Ele está ligado a outras coisas que estão querendo compartilhar um elétron, talvez ele esteja querendo perder seus elétrons de modo contrário ao íon cloreto, então, esse cara tem, deixe-me desenhar, este terminal de ligação é verde, então, esse vai e liga com esse carbono, essa será uma longa ligação aqui. Isso vai e liga com carbono, essencialmente doando um elétron para este carbono. Como o nosso produto irá se parecer? Depois que isso acontece, irá se parecer com isso, eu provavelmente deveria ter copiado e colado isso com a ferramenta. Na verdade, deixe-me fazer isso, copiar e colar. Agora, deixe-me apenas desenhar. Agora, nós temos essa coisa, deixe-me redesenhar o que eu tinha apagado, de modo que eu podia copiar e colar. Nós temos este aqui para este carbocátion. Ele não é mais um carbocátion, então, deixe-me apagar isso, pois agora ele ganhou um elétron. Ele ganhou esse elétron verde aqui. Eu vou apenas desenhar isso ali e agora ele formou uma ligação com esse carbono e eu vou fazê-lo em azul apenas para que saibamos de qual carbono estamos falando. Ele forma uma ligação, essa ligação agora moveu-se para esse carbono, pois o elétron foi junto com ela, então, agora essa ligação está para esse carbono aqui. Esse carbono que está ligado a dois hidrogênios. Agora, tem uma ligação simples com um elétron que abandonou o carbono, tem uma ligação simples com aquele bem ali. Como nós agora perdemos um elétron, ele vai ter uma carga positiva. Se você olhar um pouco para o produto ali, parece bem similar a esse produto, embora tenhamos adicionado mais um cloreto de vinila na mistura. E esse que nós adicionamos perdeu seu elétron, ou esse carbono perdeu seu elétron. E agora é um carbocátion. Então, o que poderia acontecer depois? Nós temos mais desse cloreto de vinila, deixe-me desenhar outro cloreto de vinila, então eu tenho um carbono, um hidrogênio e um hidrogênio. Então ele está duplamente ligado a um carbono, a um hidrogênio e a um cloro. Deixe-me copiar e colar isso, eu acho que você vê onde isso pode estar indo, como isso poderia continuar indo e indo. Vou copiar, eu apenas copiei isso por enquanto. O que vai acontecer agora? Este aqui pode ir doar um elétron para este outro aqui e formar uma ligação ou nós podemos ter o mesmo processo acontecendo novamente e novamente. Esse elétron pode ser doado para esse carbocátion bem aqui. Então, o que acontece? Se isso acontecer, então, nós teremos, eu vou mover um pouco para a esquerda agora, nós temos nossa molécula original, eu vou esgotar o espaço logo. Nós temos essa molécula original e agora este aqui está ligado a isso, então, esse carbono será esse carbono, e agora ele está ligado a esse outro aqui. Esse elétron alaranjado é agora doado para esse carbono, que era positivo, então, agora nós temos, deixe-me fazer um pouco mais organizado. Eu posso fazer um serviço melhor do que isso, então, o carbono está aqui. A ligação vai para este aqui, ele agora tem um elétron alaranjado e ele não tem mais a carga positiva, ele tem todos os seus elétrons de valência agora e agora este aqui está ligado a 2 hidrogênios e ele tem uma ligação simples. Essa ligação simples bem aqui com carbono que acabou de perder seu elétron, que está ligado ao hidrogênio e ao cloro e por que ele perdeu seu elétron, ele agora é um carbocátion. Acredito que você vê onde estamos indo. Nós apenas continuamos adicionando, adicionando e adicionando cloreto de vinila, então, se esse processo continuar e continuar, nós podemos fazê-lo assim, ele iria aparecer com alguma coisa como isso. Deixe-me ver o quão bem eu posso desenhá-lo, ele iria parecer com isso, então esse é um CH₃, eu irei desenhá-lo como H₃C. E isso aqui está ligado a um carbono que está ligado a, talvez eu irei chamá-lo de CH, que está ligado a um cloro, então, nós estamos nesse ponto da molécula. Nós temos, vamos ver a parte que repete, essa parte bem aqui irá continuar se repetindo. Irei fazê-la desta maneira, então, eu vou apenas desenhar uma delas. Você tem um CH₂, isso é bem aqui, conectado a um CH, que é este bem aqui, que está conectado a um cloro. Então, essa parte irá continuar se repetindo. Este, bem aqui, mas talvez a última irá se ligar, eu quero dizer, isso pode acontecer milhões de vezes, eu só fiz acontecer duas ou três vezes. Isso poderia acontecer milhões de vezes e formar uma imensa cadeia ou um polímero. O que estamos descrevendo neste vídeo é, na verdade, um polímero que você provavelmente já manipulou em algum momento da sua vida. De fato, eu garanto que existe muito dele na sua casa bem agora. Nós teríamos essa parte bem aqui e nós poderíamos fazê-la como CH₂, CH, Cl. E agora, do jeito que desenhamos isso, isso é um carbocátion, mas talvez nós tenhamos acabado com todas as moléculas de cloreto de vinila. Ou poderíamos também chamá-los de molécula de cloroeteno. Agora finalmente, quando tudo é dito e feito, este último, visto que acabaram as moléculas de cloroeteno, de onde ele poderia retirar elétrons, agora ele finalmente pega os elétrons do cloro, desse modo, você pode imaginar isso acontecendo muitas e muitas vezes. Isso repete muitas vezes. Depois de repetir muitas vezes, finalmente, um desses elétrons de cloro irá para o carbocátion, porque acabaram-se as moléculas de cloroeteno. Então, ele se liga bem aqui ao cloro. Agora, quando dizemos que isso pode acontecer muitas vezes, você pode escrever um "M" aqui, só para mostrar que isso repete muitas e muitas vezes. Se você souber quantas vezes se repete, se você souber que existem 1.000 moléculas aqui, você escreveria 1.000 repetições. Mas isso é chamado de polímero e o nome para essa molécula bem aqui, cada uma dessas unidades é cloreto de vinila. Eu acho que o nome oficial é cloroeteno, mas o nome típico que as pessoas usam, na verdade, é cloreto de vinila, isto é para cada uma dessas unidades, é um polímero. Nós temos muitos deles, então, vamos colocar um "poli" na frente do nome. Esta molécula bem aqui é o policloreto de vinila, ou, agora acredito que irá cair a ficha, PVC abreviado. Você provavelmente já ouviu falar de encanamento de PVC, é o que a maioria das pessoas usa como encanamento, são aqueles canos plásticos.