GRADO 11
PARA EL GRUPO DE MATEO OSORIO

Introducción

En este proyecto comprenderán cual es la razón de que algunos productos absorben agua, esto se debe a una sustancia llamada poli acrilato de sodio la cual es utilizada en algunos productos como pañales, toallas sanitarias, etc. Si rompemos un pañal observaremos que hay gran cantidad de algodón. Si tocamos el algodón observaremos unos pequeños sólidos en el interior, se trata del poli acrilato sódico, que es fácilmente separable del algodón por densidad.

Historia

El poli acrilato de sodio o también llamado poli acrilato sódico es un polímero formado por monómeros CH2CH2 (CO2Na) inventado por Robert Niles Bashaw, Bobby Leroy Atkins y Billy Gene Harper en el Basic Research Laboratory de la Dow Chemical Company .También se le conoce como Súper Absorbente o SAP (super absorbent polymer).

Un polímero es una macromolécula, es decir una molécula muy grande. Esta formada por la re

petición de monómeros, que son pequeñas moléculas que pueden unirse entre ellas. En el caso del poli acrilato de sodio está claro que el monómero es el acrilato de sodio el cual se muestra en el esquema de abajo.

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¿Qué es?

Poli acrilato de sodio es una sustancia en forma de polvo, esto se usa mas frecuentemente en los pañales o toallas sanitarias ya que es un polvo blanco sin olor que es colocado en estos productos para absorber la mayor cantidad de agua posible. Una vez que el agua hace contacto con esa sustancia se transforma en una especie de gel cristalino. Su capacidad para absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular se encuentran grupos de carboxilatos de sodio que, al entrar en contacto con el agua, desprenden sodio. Al desprenderse el sodio se libera iones negativos de carboxilo que se repelen. El efecto que esto tiene es que se estira la cadena principal y se aumenta el volumen del poli acrilato de sodio.

¿Para qué se utiliza?

El poli acrilato es una clase química de polímeros de acrilato derivados de la polimerización de ésteres de ácido de acrílico y sales cada monómero de acrilato contiene un grupo vinilo: un par de carbonos unidos por un doble enlace de los carbonos por un doble enlace que se unen al carbono de un grupo carboxilo. Debido a la alta reactividad del doble enlace de los carbonos, los acrilatos polimerizan fácilmente y pueden ser usados en una diversidad de plásticos, adhesivos y aplicaciones aglomerantes químicas.

AGLUTINANTES:

Las emulsiones de poli acrilato se utilizan en las suspensiones de pigmento especialmente en pinturas acrílicas y de látex. Actúan como un aglutinante en las pinturas domésticas de interior y exterior proporcionando un medio acuoso a las pinturas artísticas acrílicas .su propiedades permiten a las pinturas acrílicas secarse más rápido de lo que lo hacen de la base oleosa y conservar, aun así, un alto nivel de miscibilidad cuando están mojadas.

VIDRIO:

Aparte de sus populares aplicaciones como adhesivo, el poli acrilato también es conocido por la elaboración a partir del de placas de vidrio resistentes a la rotura. El llamado vidrio acrílico, un polímero sintético de metacrilato de metilo, es un plástico transparente que se suele comercializar bajo la marca Plexiglas

ESPESANTES Y DISPERSANTES:

Los poli acrilatos de sodio se suelen utilizar en productos de consumo y actúan como espesantes hidrófilos para aumentar la viscosidad en sistemas acuosos. A bajas concentraciones, las sales de poli acrilato de sodio pueden comportarse como dispersantes y agente humectantes, fomentando la miscibilidad en una dispersión que de otro modo seria inestable.

ABSORBENTES:

Debido a su capacidad para absorber el agua, los poli acrilatos de sodio también se utilizan como absorbentes de uso comercial e industrial. La suma de la sal de hidróxido de sodio al polímero neutro de poli acrilato crea grupos de carga positiva y negativa a todo lo largo del polímero. Cuando es expuesto al agua, una sustancia polar por naturaleza, las moléculas de agua son atraídas a los grupos con carga y se unen a la cadena del polímero, creando una sustancia gelatinosa, viscosa.

¿Cómo funciona?

El procedimiento por el cual esta sustancia se infla es por ósmosis. La concentración de iones sodio es muy elevada en el polímero. Cuando echamos agua del grifo la concentración de iones sodio es baja, así que para igualar concentraciones entrará gran cantidad de agua en el polímero, inflándose. Para que su tamaño aumente mucho más podrás utilizar agua destilada que no contiene iones.

Para volver a estabilizar el compuesto los iones tienen que captar las moléculas de agua.este proceso se llama ósmosis.

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Función del Poli acrilato de sodio en el pañal

Su función es recibir y absorber la orina. Cuando la orina entra en contacto con el poli acrilato de sodio sucede lo mismo con el agua, el poli acrilato forma pequeñas esferas que se unen para volverse un gel que impide que la orina regrese. Esto se hace tanto en los pañales absorbentes para bebe como en los pañales para adulto.

Experimento

PODER ABSORVENTE DE UN PAÑAL:

El objetivo de la actividad es estudiar la extraordinaria capacidad de absorción de agua que tiene el polímero que sirve de relleno a los pañales de los bebés.

Los pañales de un sólo uso, van rellenos en su interior de un polímero, poli acrilato de sodio, que se caracteriza por su gran capacidad de absorción del agua. En algunas experiencias hemos llegado a conseguir que el polímero absorba 75 gramos de agua por cada gramo de polímero.

¿Cuánta agua crees que es capaz de absorber un pañal?

Material que vas a necesitar:

Uno o más pañales (es preferible utilizar pañales pequeños ya que se manejan más fácilmente)

Una lupa

Una balanza de cocina

PROCEDIMIENTO:

¿Qué vamos a hacer?

Queremos calcular cuanta agua es capaz de absorber un pañal en relación a su propio peso. Y, para ello, vamos a seguir los siguientes pasos:

En primer lugar vamos a pesar un pañal seco y limpio en una balanza de cocina.

Anota la medida.

A continuación vamos a ir añadiendo lentamente y con cuidado agua, de forma que el pañal vaya absorbiendo agua y aumentando de volumen. Llegará un momento en que la superficie del pañal estará muy tensa y será difícil que absorba más agua.

Ahora es cuando volveremos a pesar el pañal con la balanza. Anota el resultado.

¿Cuánto agua ha retenido el pañal? ¿Cuántos gramos de agua ha absorbido por cada gramo de pañal?

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Resultado

Sigue experimentando

Ahora podemos ver cómo cambia la estructura del polímero absorbente cuando retiene el agua. Para ello vamos a romper un pañal y vamos a extraer un poco de la sustancia absorbente.

Pon la sustancia absorbente sobre un platito o una taza. Observa con una lupa su estructura fibrosa. Comienza a añadir agua y observa como va cambiando la estructura.

¿A qué conclusiones llegas?

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Conclusiones

Con la terminación de este trabajo, he llegado a la conclusión que hoy en día el poli acrilato de sodio es demasiado útil para los productos de mas utilidad en los humanos uno de los principales ejemplos son los pañales. El propósito de este experimento es observar la función del poli acrilato de sodio en el pañal, observar como esta sustancia se transforma de polvo blanco sin olor a una especie de gel cristalino.

El poliacrilato de sodio es un polímero formado por monómeros —CH₂CH(CO₂Na)— inventado por Robert Niles Bashaw, Bobby Leroy Atkins y Billy Gene Harper en el Basic Research Laboratory de la Dow Chemical Company. Es la sal del ácido poliacrílico, que se obtendría (teóricamente) de la neutralización del ácido con NaOH. También se le conoce como súperabsorbente, waterblock o SAP (super absorbent polymer). Se observa como un polvo blanco y sin olor. Puede aumentar su volumen hasta mil veces si se le agrega agua destilada. Debido a sus cualidades es utilizado en pañales, toallas higiénicas o procesos químicos que requieran la absorción de agua.

La capacidad de absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilatos de sodio que cuelgan de la cadena principal del polímero. Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el catión sodio, dejando libres iones negativos de carboxilato. Los iones negativos se repelen, estirando la cadena principal y provocando el aumento de volumen. Para que el compuesto vuelva a ser estable y neutro, los iones captan las moléculas de agua y se neutraliza la carga.

Este polvo, al añadirle agua, se puede observar como va absorbiéndola por cada uno de los granitos, y se van agregando hasta formar una especie de gel cristalino. Debido a que este compuesto posee alta masa molecular, en vez de disolverse, se gelifica.

Aplicaciones[editar]

Entre las aplicaciones más comunes del poliacrilato de sodio se encuentran:

• Nieve artificial: Este compuesto tiene la singular característica de parecerse a la nieve, mirando a simple vista, por lo que sirve para la creación de nieve artificial, que también sirve para hacer experimentos fáciles y sencillos. Para ello se necesita poliacrilato de sodio y agua, pero si se le añade sal se acaba desabsorbiendo el agua, aunque de forma lenta ya que tarda al menos una semana en perder toda el agua absorbida.
• Secuestradores de iones en detergentes: Al unirse los elementos iónicos del agua dura, tales como el calcio y el magnesio, los tensioactivos de los detergentes funcionan de manera más eficiente.
• Agentes espesantes: Para aumentar la viscosidad del agua en algunas aplicaciones. Se puede emplear como gelificante.
• Recubrimiento: En el aislamiento de centrales eléctricas y cables ópticos que pudieran entrar en contacto con el agua.
• Pañales absorbentes.
• Toallas sanitarias.
• Limpieza de residuos médicos de los hospitales.
• Eliminación de agua en algunos combustibles como los utilizados en aviación.
• Absorción de agua en fugas.
• Diversos procesos químicos que requieren que se absorba agua.
• Acondicionamiento de tierra en jardines para que retenga una mayor cantidad de agua .

El poliacrilato de sodio se trata de un polímero superabsorbente, y muchas de sus aplicaciones se debe precisamente a su gran afinidad por el agua.²