Au programme de ce chapitre
- I. Des petites molécules aux macromolécules
- II. Écrire et calculer
- III. Propriétés et recyclage
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Un polymère est une très grande molécule (macromolécule) formée par l'enchainement d'un grand nombre de petites molécules identiques, les monomères. La réaction qui les relie est une polymérisation. La partie qui se répète s'appelle le motif ; le nombre de motifs est le degré de polymérisation n.
Un exemple corrigé
Exemple Un polyéthylène a une masse molaire moyenne de 280 000 g/mol. M(C2H4) = 2 × 12 + 4 × 1 = 28 g/mol. Degré de polymérisation : n = 280 00028 = 10 000. Chaque chaine contient environ 10 000 motifs.
Lexique
- monomère
- petite molécule qui se répète dans un polymère
- polymère
- macromolécule formée de nombreux motifs enchainés
- motif
- partie de la chaine qui se répète n fois
- thermoplastique
- plastique qui ramollit à la chaleur et peut être refondu
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège — oublier les groupes latéraux du monomère. Pour le polypropylène, écrire –(CH2–CH2–CH3)n– est faux : le groupe –CH3 reste accroché sur le côté. Le motif correct est –(CH2–CH(CH3))n–.
Piège — confondre la masse du motif et celle de la chaine. La masse molaire du motif est celle du monomère (par exemple 28 g/mol pour l'éthène), tandis que celle de la chaine vaut n fois plus. Si tu trouves un degré de polymérisation de 0,0001, tu as divisé dans le mauvais sens.
Attention Dans le motif d'un polymère d'addition, la double liaison a disparu : écrire –(CH2=CH2)n– est faux. Et seuls les carbones de la double liaison entrent dans la chaine : les autres groupes (–CH3, –Cl…) restent accrochés sur le côté.
L'astuce du prof
Astuce. Pour vérifier un motif, compte les atomes : il doit avoir exactement la formule brute du monomère (par exemple C2H4 pour le polyéthylène). Si ce n'est pas le cas, tu as perdu ou ajouté un atome.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1 — Deux motifs de polymères
Écris le motif du polymère obtenu à partir : a) du tétrafluoroéthène CF2=CF2 (PTFE) ; b) du styrène CH2=CH–C6H5 (polystyrène).
Voir la correction
Je garde les deux carbones et je transforme la double liaison en liaison simple. a) Le polymère s'écrit –(CF2–CF2)n– : il ne reste que des liaisons simples. b) Le groupe phényle C6H5 reste sur le côté, accroché à un carbone : –(CH2–CH(C6H5))n–.
Exercice 2 — Un polypropylène de masse connue
Données : C = 12 g/mol, H = 1 g/mol. Un polypropylène a une masse molaire moyenne de 210 000 g/mol. Calcule le degré de polymérisation.
Voir la correction
Il suffit de connaitre la masse du monomère : M(C3H6) = 3 × 12 + 6 × 1 = 42 g/mol. Alors n = 210 00042 = 5000. Chaque chaine compte donc environ 5000 motifs.