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Título do Vídeo: Síntese do Rayon
Nome dos participantes: Ana Sofia Lourenço, Juliana Teixeira, Rafael Barbosa, Tiago Queiroz
Professor responsável: Clara Tomé
Escola: Escola Secundária da Boa Nova- Leça da Palmeira
E-mail: [email protected]
Resumo
O rayon é um material têxtil artificial formado por celulose, homopolímero natural, ou por compostos de celulose purificados e constitui uma fibra semissintética. Resulta da viscose (seda artificial), a primeira fibra manufaturada.
A designação rayon foi escolhida num concurso para encontrar um nome para a nova fibra, em 1924, apesar de as primeiras meias de rayon terem sido produzidas doze anos antes.
Através da celulose retirada da madeira e transformada em xantato de celulose, resulta o rayon que constitui uma fibra de celulose regenerada normalmente. A celulose presente no algodão é convertida num composto solúvel quando em contacto com a solução de hidróxido de tetraaminocobre (II). Seguidamente este composto é convertido em fibras insolúveis de rayon quando o pH da solução é reduzido. Este polímero precipita quando é injetado na solução de ácido sulfúrico, uma vez que os iões cobre se difundem na solução, dando origem a sulfato de cobre.
CuCO₃.Cu(OH)₂.H₂O(s) + 4NH₃(aq) → CuCO₃(s) + [Cu(NH₃)₄]²⁺aq) + 2OH⁻(aq) + H₂O(l)
Conceitos
Os polímeros são macromoléculas formadas por unidades repetidas – os monómeros – que dão origem a longas cadeias. O grau de polimerização representa o número de vezes que o mero do polímero se repete, conferindo uma noção sobre o comprimento da cadeia polimérica.
As moléculas dos polímeros obtêm-se a partir de monómeros que podem ser iguais – homopolímeros – ou diferentes – copolímeros – e são constituídas por muitos segmentos repetitivos, designados por meros ou motivos.
Os polímeros podem ser divididos em três grandes grupos: Polímeros sintéticos, polímeros naturais e polímeros artificiais, sendo que o rayon é um exemplo do último grupo de polímeros, uma vez que é obtido por transformação química de um polímero natural.
Este polímero apresenta elevada absorção da humidade (mais do que o algodão) e do suor do corpo, é respirável, leve e confortável, tinge com facilidade, não é resiliente (amachuca com facilidade), forma facilmente misturas com outras fibras e arde facilmente (como qualquer outra fibra celulósica).
Ilustração 2: Fórmula de estrutura da Celulose Ilustração 1: Fórmula de estrutura da viscose
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Protocolo Experimental
Segurança:
Reagente Simbologia Significado e Cuidados
Amoníaco
Corrosivo - evitar contacto com a pele, olhos e vestuário
Irritante ou nocivo – evitar a inalação de vapores; evitar o contacto com a pele e olhos
Prejudicial para o meio ambiente – colocar num recipiente de recolha de resíduos destinados para o efeito; não despejar diretamente na banca
Ácido Sulfúrico
Corrosivo - evitar contacto com a pele, olhos e vestuário
Comburente – evitar o contacto com materiais inflamáveis
Simbologia Cuidados
Devem utilizar-se luvas no manuseamento dos diferentes produtos químicos e bata para proteção do vestuário e corpo.
O trabalho deve ser realizado na hotte devido ao risco apresentado de inalação de vapores tóxicos.
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Reagentes:
Carbonato de cobre; (CuCO3)
Amoníaco; (NH3)
Ácido Sulfúrico; (H2SO4)
Algodão.
Material:
Balança;
Espátula;
Proveta;
Placas de Petri;
Seringa;
Esguicho;
Gobelé;
Varetas.
Procedimento:
1. Colocar um pequeno pedaço de algodão num gobelé e cobri-lo com 0,5 g de carbonato de cobre (II);
2. Medir cerca de 25 ml de água destilada, com o auxílio de uma proveta;
3. Adicionar cerca de 25 ml de amoníaco, agitando para dissolver;
4. Colocar num gobelé um volume considerável da solução de ácido sulfúrico;
5. Introduzir a solução de carbonato de cobre (II), algodão e amoníaco numa seringa e injetá-la na solução ácida;
6. Observar a formação de uma fibra, por precipitação; notar o desaparecimento gradual da cor azul da fibra e simultânea mudança de cor da solução ácida.
Aplicações:
Atualmente a produção industrial destas fibras é escassa, já que existem processos mais económicos. No entanto, estas ainda se usam no fabrico de certos tecidos, visto que são muito finas, macias e resistentes, e apresentam aplicações especiais, nomeadamente nas fibras ocas e filmes de rins artificiais em muitas unidades
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de diálise. São ainda aplicadas como reforço estrutural em correias de transmissão de força (correias tipo V) quando inseridas no interior da correia impregnada com borracha.
É de salientar que a experiência realizada poderá ser utilizada com fins didáticos, como base para introdução do domínio “Plásticos, vidros e novos materiais”.
Conclusões:
Com a realização deste trabalho, pudemos tomar consciência das diferentes aplicações desta fibra, não apenas a nível têxtil mas também noutras áreas. É ainda de salientar que o desenvolvimento deste projeto permitiu alargar o nosso conhecimento no campo da síntese de polímeros, já que, para além do selecionado, o rayon pode ser obtido por intermédio de outros processos.
Em suma, consideramos a experiência realizada de grau médio, visto que, apesar de apresentar um procedimento simples, requer cuidados especiais no manuseamento de alguns dos reagentes, dado o seu caráter corrosivo e perigoso, bem como no manuseamento das fibras obtidas.