Polymere und Biomoleküle: Lernleitfaden

Kernideen

Ein Polymer ist eine lange Kette aus vielen sich wiederholenden Einheiten, den Monomeren. Additionspolymere verknüpfen sich über Doppelbindungen, ohne etwas abzuspalten, Kondensationspolymere verknüpfen sich unter Abspaltung eines kleinen Moleküls, meist Wasser.

• Die Additionspolymerisation nutzt Monomere mit C=C: Ethen ergibt Polyethylen, Propen Polypropylen, Chlorethen PVC und Styrol Polystyrol. Die Wiederholeinheit hat dieselbe Formel wie das Monomer.
• Die Kondensationspolymerisation verknüpft zwei verschiedene funktionelle Gruppen, etwa ein Diol und eine Dicarbonsäure zu einem Polyester oder ein Diamin und eine Disäure zu Nylon, und setzt Wasser frei.
• Der Polymerisationsgrad ist n = M(Polymer) ÷ M(Wiederholeinheit).
• Werden n Monomere durch Kondensation zu einer Kette verknüpft, werden n − 1 Wassermoleküle frei. Proteine, Nucleinsäuren und Polysaccharide sind natürliche Kondensationspolymere.

Wichtige Gleichungen

• n = M_polymer ÷ M_repeat unit
• addition: n CH₂=CHX → –(CH₂CHX)ₙ–
• condensation: n monomers → n − 1 H₂O (linear chain)

Durchgerechnetes Beispiel

Eine Polyethylenprobe hat die molare Masse 28 000 g/mol, die Wiederholeinheit –CH₂CH₂– hat 28 g/mol, also ist n = 1000. Die Verknüpfung von 10 Aminosäuren zu einem Peptid setzt 9 Wassermoleküle frei. Nylon-6,6 entsteht aus Hexan-1,6-diamin und Hexandisäure und hat an jeder Verknüpfung eine Amidbindung.

Häufige Fehler

• Erwarten, dass ein Additionspolymer ein kleines Molekül abgibt. Es geht nichts verloren.
• n Wassermoleküle statt n − 1 zählen, wenn n Monomere eine einzige Kette bilden.
• Die Monomerformel für die Wiederholeinheit eines Kondensationspolymers verwenden, das in der Bindung Atome verloren hat.

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