Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Química dos polímeros


A química dos polímeros é uma parte importante e integrante da química orgânica. Ela estuda a síntese química, estrutura, propriedades e aplicações de polímeros. Polímeros são grandes moléculas, ou macromoléculas, compostas por muitas subunidades repetidas conhecidas como monômeros. Este ramo da química se sobrepõe a muitos campos, incluindo bioquímica, ciência de materiais e engenharia.

Conceitos básicos

Para entender a química dos polímeros, é importante começar com vários conceitos básicos:

Monômeros e polímeros

Monômeros são pequenas moléculas simples que formam os blocos de construção básicos dos polímeros. Quando os monômeros passam por polimerização — uma reação química essencial — eles se ligam formando longas cadeias conhecidas como polímeros. As propriedades de um polímero são altamente dependentes de sua estrutura, que é determinada pelos monômeros usados, sua disposição e o comprimento da cadeia do polímero.

Monômero polimerização Polímero

Tipos de polímeros

Os polímeros podem ser classificados com base na origem de seus monômeros, sua estrutura e seu mecanismo de síntese:

  • Polímeros naturais: São polímeros obtidos da natureza. Exemplos incluem proteínas, celulose e borracha natural.
  • Polímeros sintéticos: Criados através de vários processos de polimerização. Exemplos comuns são o polietileno, poliestireno e cloreto de polivinila (PVC).
  • Polímeros de adição: Formados por reações de adição de monômeros insaturados. Um exemplo bem conhecido é o polietileno, representado como -(-CH2-CH2-)-n.
  • Polímeros de condensação: Produzidos através de reações de condensação onde uma pequena molécula como a água é eliminada. Terylène e nylon são exemplos.

Processo de polimerização

Existem dois principais processos de polimerização: polimerização de adição e polimerização de condensação.

Polimerização de adição

Este processo, também conhecido como polimerização por crescimento em cadeia, envolve monômeros com ligações duplas. Essa reação é iniciada por um radical livre, um íon ou algum outro agente químico, levando à formação de longas cadeias.

Iniciador , Monômero série polimérica

Considere a polimerização do etileno para formar o polietileno:

CH2=CH2 + iniciador → -CH2-CH2-

Polimerização de condensação

Esta polimerização por crescimento em etapas envolve monômeros com dois grupos funcionais. À medida que os monômeros se juntam, eles liberam uma pequena molécula, geralmente água ou metanol, e formam uma ligação covalente.

Monômero 1 , Monômero 2 Polímero + Pequena molécula

Um exemplo clássico disso é a produção de nylon a partir de ácido adípico e hexametilenodiamina:

H2N-(CH2)6-NH2 + HOOC-(CH2)4-COOH → [-NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n + nH2O

Estruturas de polímeros

A estrutura dos polímeros determina suas propriedades e funcionalidade. As características da estrutura são as seguintes:

Polímeros lineares, ramificados e reticulados

  • Polímeros lineares: Compostos de unidades de monômero ligadas em cadeias lineares únicas. Exemplo: polietileno.
  • Polímeros ramificados: Possuem cadeias laterais ramificadas a partir das cadeias longas do polímero principal. Exemplo: polietileno de baixa densidade (LDPE).
  • Polímeros reticulados: Contêm cadeias ligadas entre si que formam uma rede. Exemplo: borracha vulcanizada.
Linear Ramificado Reticulado

Propriedades e aplicações

As propriedades dos polímeros podem ser ajustadas para atender a diferentes aplicações. Fatores como peso molecular, cristalinidade e grau de polimerização afetam suas características estruturais e funcionais.

  • Propriedades térmicas: Alguns polímeros, como os termoplásticos, derretem quando aquecidos, permitindo que sejam remodelados. Exemplos incluem polietileno e acrílico. Polímeros termoendurecíveis, como resinas epóxi, endurecem quando aquecidos e não podem ser remodelados.
  • Propriedades mecânicas: Os polímeros variam de flexíveis a rígidos dependendo de sua estrutura. O nylon é conhecido por sua resistência, enquanto o poliestireno é mais quebradiço.
  • Propriedades ópticas: Alguns polímeros são opticamente transparentes e são usados em lentes e telas. Por exemplo, polimetil metacrilato (PMMA).

Aplicações no dia a dia

A versatilidade dos polímeros os torna parte integrante de muitas indústrias:

  • Embalagem: Embalagens de alimentos e bebidas dependem principalmente de polímeros como o tereftalato de polietileno (PET) e o polipropileno.
  • Indústria automotiva: Polímeros ajudam a reduzir o peso dos veículos, aumentando assim a eficiência de combustível. O poliuretano é amplamente utilizado para interiores e almofadas de assento.
  • Aplicações biomédicas: Polímeros como o polietileno glicol (PEG) e o ácido polilático (PLA) desempenham papéis importantes em sistemas de liberação de medicamentos, próteses e suturas.

O uso generalizado e a adaptabilidade dos polímeros influenciaram significativamente o desenvolvimento tecnológico, ambiental e econômico.

Impacto ambiental e sustentabilidade

Apesar de seus muitos benefícios, os polímeros apresentam desafios ambientais. O plástico, um tipo de polímero, contribui significativamente para aterros e resíduos marinhos. Os esforços para melhorar a sustentabilidade incluem o desenvolvimento de polímeros biodegradáveis e o aumento dos métodos de reciclagem.

  • Reciclagem: O processo de reciclagem ajuda a reduzir o impacto ambiental e a economizar recursos. No entanto, é complicado devido aos diferentes tipos de polímeros.
  • Polímeros biodegradáveis: Desenvolvidos para reduzir a poluição, esses polímeros se decompõem naturalmente no ambiente. Ácido polilático (PLA) de recursos renováveis como o amido de milho é um exemplo.

Práticas sustentáveis visam encontrar um equilíbrio entre a produção de polímeros e o cuidado ambiental, sem comprometer a funcionalidade.

Conclusão

Como um aspecto essencial da química orgânica, a química dos polímeros desempenha um papel vital na inovação e no progresso em uma variedade de campos. Sua capacidade de criar novos materiais com propriedades diversas garante que os polímeros continuarão sendo um componente vital nos avanços tecnológicos futuros e no desenvolvimento sustentável.


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