Esboce a estrutura repetida para cada um dos seguintes copolímeros alternados:
(a) poli(etileno-propileno)

Passo 1

O enunciado pede: “Esboce a estrutura repetida para o copolímero alternado poli(etileno-propileno)”. Ou seja, preciso desenhar (escrever) a unidade repetida de um copolímero alternado formado por unidades de etileno e de propileno que se sucedem na cadeia como …-E-P-E-P-… Informações dadas:
  • Monômeros envolvidos: etileno e propileno.
  • Tipo de copolímero: alternado (cada unidade etileno é seguida por uma unidade propileno, e assim por diante).
    A tarefa é fornecer a estrutura química da unidade repetida (a “sequência mínima” que se repete ao longo da cadeia).

Passo 2

O que significa “copolímero alternado” e “estrutura repetida” (explicação didática, sem pular etapas):
  • Um copolímero é um polímero formado por dois monômeros diferentes A e B que se incorporam na cadeia.
  • “Alternado” significa que a sequência na cadeia é …-A-B-A-B-…, isto é, cada monômero A é seguido por um B e vice-versa.
  • A “estrutura repetida” é a menor unidade (ou bloco) que, repetida em série, reconstrói a cadeia inteira. Para um copolímero alternado, essa estrutura repetida normalmente contém uma unidade de cada monômero (A + B) concatenadas.
    Exemplo simples de ideia: se A → \mathrm{X} e B → \mathrm{Y}, a cadeia alternada é \dots-\mathrm{X}-\mathrm{Y}-\mathrm{X}-\mathrm{Y}-\dots e a unidade repetida pode ser escrita como \left[-\mathrm{X}-\mathrm{Y}-\right]_n.

Passo 3

Escrever as fórmulas dos monômeros (aqui mostro as fórmulas químicas básicas):
  • Etileno (eteno): \mathrm{CH_2=CH_2}. Depois da polimerização por adição, cada etileno fornece uma unidade \mathrm{CH_2-CH_2} na cadeia polimérica.
  • Propileno (propeno): \mathrm{CH_2=CH-CH_3}. Depois da polimerização por adição, cada propileno fornece uma unidade \mathrm{CH_2-CH(CH_3)} na cadeia polimérica.
    Nota: estes fragmentos pós-polimerização são as “unidades estruturais” que aparecem na cadeia principal.

Passo 4

Transformação dos monômeros nas unidades da cadeia (explicando o porquê):
  • Em polimerização por adição (por exemplo via radical livre), a ligação dupla do monómero abre-se e cada carbono vira um carbono saturado ligado aos vizinhos na cadeia. Assim:
    • \mathrm{CH_2=CH_2} → unidade polimérica \mathrm{-CH_2-CH_2-}.
    • \mathrm{CH_2=CH-CH_3} → unidade polimérica \mathrm{-CH_2-CH(CH_3)-}.
  • Essas unidades se ligam formando a espinha dorsal de carbono do polímero. Para o copolímero alternado, colocamos uma unidade etileno seguida de uma de propileno.

Passo 5

Construção da sequência alternada e identificação da unidade repetida:
  • Sequência alternada (escrevendo os fragmentos que vêm da polimerização):
    \dots-\mathrm{CH_2-CH_2}-\mathrm{CH_2-CH(CH_3)}-\mathrm{CH_2-CH_2}-\mathrm{CH_2-CH(CH_3)}-\dots
  • A menor unidade que contém um etileno e um propileno é o bloco de quatro carbonos resultante da ligação de uma unidade \mathrm{CH_2-CH_2} (etileno) com uma unidade \mathrm{CH_2-CH(CH_3)} (propileno). Podemos escrever a unidade repetida condensada como:
    \left[-\mathrm{CH_2-CH_2-CH_2-CH(CH_3)-}\right]
  • Colocando o índice que indica repetição pelo grau de polimerização, a representação comum é:
    \left[-\mathrm{CH_2-CH_2-CH_2-CH(CH_3)-}\right]_n

Passo 6

Como esboçar graficamente (instruções passo a passo para desenhar à mão, útil na prova):
  1. Desenhe uma sequência de quatro átomos de carbono em linha (zigzag típico de fórmula esquelética): C1 — C2 — C3 — C4.
  2. Nos átomos C1, C2 e C3 coloque hidrogênios suficientes para completar 4 ligações por carbono, lembrando que C4 terá um grupo metil substituinte. Especificamente:
    • C1: \mathrm{CH_2}
    • C2: \mathrm{CH_2}
    • C3: \mathrm{CH_2}
    • C4: \mathrm{CH(CH_3)} (ou seja, um hidrogênio e um substituinte metila \mathrm{CH_3} ligado a C4)
  3. Coloque colchetes ao redor do bloco de quatro carbonos e escreva um subíndice n para indicar repetição: \left[\dots\right]_n.
  4. Opcional: desenhe setas mostrando que o bloco se repete para a esquerda e para a direita, formando a cadeia polimérica.

Resposta

\left[-\mathrm{CH_2-CH_2-CH_2-CH(CH_3)-}\right]_n

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