SÍNTESE DE POLÍMERO CONDUTOR E ANÁLISE DA CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
SÍNTESE DE POLÍMERO CONDUTOR E ANÁLISE DA CONDUTIBILIDADE
ELÉTRICA
Daryl A. Mendonça, Eduardo R. Nascimento, Iasmin H. Pracchias, Stefany T. Setogutti
Professor: Carlos A. Silva, CCNH
Campus Santo André
Resumo
Este trabalho expõe a síntese em laboratório pelo método químico, as
propriedades e as características de um polímero condutor, a polianilina. Por suas
características especiais, como, eliminação de carga estática, proteção contra
corrosão, variação de cor com aplicação de potencial, entre outras, os polímeros
condutores tem sido uma das classes de materiais mais estudadas atualmente, e
algumas de suas aplicações também são citadas.
INTRODUÇÃO
METODOLOGIA
Os polímeros condutores de eletricidade
foram
descobertos
recentemente.
A
primeira observação dessa propriedade é
atribuída a um assistente Hideki Shirakawa
do Instituto de Tecnologia de Tóquio. Ao
errar na quantidade de um dos reagentes,
ele produziu um filme prateado e lustroso
no qual, posteriormente foi descoberta
condutividade elétrica. A partir daí outros
polímeros condutores foram sintetizados,
sendo o processo químico o mais utilizado
industrial e foi também utilizado neste
trabalho para a síntese da polianilina [1].
Inicialmente, 2 mL de anilina (C6H5NH2)
99% pura da marca Impex foi filtrada a
vácuo com auxilio de um Kitassato, um funil
de Büchner e uma trompa de vácuo. A
anilina filtrada foi colocada em um balão de
fundo redondo de 250 ml e foram
adicionados 20 mL de HCl 1M. O balão foi
colocado em um recipiente com gelo para
manter o sistema a aproximadamente 0ºC e
o mesmo foi colocado sobre um agitador
magnético,
mantendo-se
a
agitação
constante. Em um béquer de 100 mL,
separadamente, 6g de persulfato de
amônio [(NH4)2S2O8] foram dissolvidas em
80 ml de HCl 1M e essa solução foi
adicionada lenta e cuidadosamente à
solução contendo anilina. De imediato, os
dois líquidos transparentes ao reagirem
adquiriram coloração violeta. Mantendo a
agitação por duas horas, o sistema mudou
de coloração variando tons de azul até o
verde escuro, ao final. A solução final foi
filtrada a vácuo, extraindo-se um líquido
violeta que foi descartado, e ficando retiro
OBJETIVO
Sintetizar por processo químico, demonstrar
e descrever as propriedades condutoras da
polianilina, um polímero de grande
utilização na indústria.
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011
SÍNTESE DE POLÍMERO CONDUTOR E ANÁLISE DA CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
no filtro um pó de coloração verde escura.
Este pó foi colocado em um dessecador
contendo carbonato de cálcio (CaCl2) e
após dois dias obteve-se o produto final.
Sua condutividade foi então testada com
auxilio de uma bateria de 9V e um
multímetro e os valores foram comparados
aos medidos com uso de uma fita de cobre
e uma tampa de caneta (polímero não
condutor
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O produto final obtido apresentou
condutividade próxima à do cobre. A
explicação para a propriedade condutiva
está baseada na estrutura de alternância de
ligações simples e duplas dos átomos de
carbono
da
cadeia
principal
[2].
Figura 1 – Estrutura química da polianilina
Com duas cadeias do polímero sobrepostas
ocorre uma hibridização dos átomos de
carbono (C), sendo que dos quatro elétrons
de valência, 3 ocupam orbitais que fazem
ligações do tipo σ (sigma) com seus
vizinhos, responsáveis por unir os átomos
de carbono na cadeia polimérica principal, e
o quarto elétron ocupa um orbital
deslocalizado pz que se sobrepõe formando
ligações do tipo π (pi), dando aos polímeros
as propriedades condutoras, uma vez que
suas interações são mais fracas.
energética entre as ligações π de duas
cadeias do polímero (dimerização)e os
defeitos estruturais gerados pela na cadeia
permitem o transporte de carga elétrica [3].
CONCLUSÕES
O produto final obtido apresentou
exatamente as propriedades esperadas,
características físicas semelhantes à de um
polímero não condutor, e condutividade
elétrica de um metal. Quando comparada a
condutibilidade entre o cobre a polianilina,
os valores foram muito próximos. Essa
similaridade
na
condução
elétrica,
associada ao baixo custo na produção da
maior parte dos polímeros condutores e
suas propriedades físicas específicas, tem
feito essa uma das classes de materiais
mais promissoras na atualidade. Algumas
de suas aplicações que pode ser citadas
são: eletrodos de baterias sensores e
capacitores; dispositivos eletrocrômicos,
músculos artificiais e anticorrosivos.[4]
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]MATTOSO, L.H.C. Polianilinas: síntese,
estrutura e propriedades. Química Nova na
escola, v. 19, n. 4, p. 388-399, 1996.
[2]ATKINS, P. ; JONES, Loretta. Princípios
de química: questionando a vida moderna e
o meio ambiente. 3 ed. Porto Alegre:
Bookman, 2006.
[3]TOMA,
H.E.
Ligação
química:
abordagem clássica ou quântica. Química
Nova na Escola, n. 6, 1997.
[4]ZOPPI, R.A. e DE PAOLI, M.-A.
Aplicações tecnológicas de polímeros
condutores: perspectivas atuais. Química
Nova, v. 16, n. 6, p. 560-569, 1993.
Figura 2 – Representação das ligações de duas
cadeias de polianilina.
Por fim, as ligações simples entre os
átomos de carbono são mais longas que as
ligações duplas, gerando uma diferença
AGRADECIMENTOS
Ao nosso Prof. Carlos A. Silva e aos nossos
colegas de turma por todo apoio.
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