Considere la polimerización del etileno a polietileno. ∞(Sección 12.2) (a) ¿Qué predeciría usted

step 1 The polymerization of ethylene to polyethylene decreases the number of molecules. Hence, there i

Considere la polimerización del etileno a polietileno....

Considere la polimerización del etileno a polietileno. $\infty$ (Sección 12.2) (a) ¿Qué predeciría usted respecto al signo del cambio de entropía durante la polimerización $\left(\Delta S_{\text {pol }}\right)$ ? Explique su razonamiento. (b) La polimerización del etileno es un proceso espontáneo a temperatura ambiente. ¿Qué se concluye acerca del cambio de entalpía durante la polimerización ( $\left.\Delta H_{\mathrm{pol}}\right)$ ? (c) Estime el valor de $\Delta H_{\text {pol }}$ por monómero de etileno agregado a partir de las entalpías de enlace promedio (Tabla 8.4). (d) El polietileno es un polímero de adición. En comparación, el $\mathrm{Ny}-$ lon 6.6 es un polímero de condensación. ¿Cómo esperaría usted que fuese el $\Delta S_{\text {pol }}$ de un polímero de condensación comparado con el de un polímero de adición? Explique su respuesta.

Key Concepts

Diferencias entre polimerización de adición y de condensación

En la polimerización por adición se unen los monómeros sin la eliminación de subproducto, lo que generalmente implica una mayor disminución en el número de partículas del sistema y un descenso más marcado en la entropía. En contraste, la polimerización por condensación involucra la eliminación de pequeñas moléculas (como agua o metanol) en cada paso, lo que puede compensar en parte la pérdida de entropía asociada a la formación de largas cadenas poliméricas, resultando en un cambio de entropía menos negativo en comparación con la polimerización por adición.

Estimación de entalpías de reacción a partir de energías de enlace

El uso de las entalpías de enlace promedio permite calcular, de forma aproximada, el cambio en entalpía asociado con la formación de enlaces y la ruptura de enlaces al pasar de monómero a polímero. Este enfoque consiste en considerar las energías requeridas para romper los enlaces existentes (por ejemplo, el doble enlace) y las energías liberadas al formar los nuevos enlaces (por ejemplo, enlaces sigma en la cadena polimérica), proporcionando una estimación del ?H por unidad monomérica incorporada.

Entalpía y espontaneidad de la reacción

La espontaneidad de una reacción se determina por el cambio de energía libre (?G = ?H - T?S). En el caso de la polimerización, a temperatura ambiente el proceso ocurre de manera espontánea, lo que requiere que el proceso sea globalmente exergónico. Debido a que el cambio de entropía es negativo, para que ?G sea negativo el cambio en entalpía (?H) debe ser también negativo y considerable, haciendo que la reacción sea exotérmica.

Entropía en la polimerización

Durante la polimerización se produce la conversión de muchas moléculas de monómero en una o pocas macromoléculas, lo cual reduce el número total de estados microscópicos accesibles al sistema. Esto implica una disminución en el desorden o entropía (?S negativo) ya que la organización de los átomos en una cadena larga es mayor que en moléculas individuales libres, lo que reduce la libertad de movimiento y la dispersión de la energía.

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