Polymere — Chemie, 11–13 Jahre
Ein Polymer ist ein sehr großes Molekül aus vielen sich wiederholenden kleinen Einheiten. Dadurch erhalten Kunststoffe und Fasern ihre nützlichen Eigenschaften.
Molekülketten
Stell dir vor, Tausende Büroklammern wären zu einer langen Kette verbunden. So ähnlich ist ein Polymer auf molekularer Ebene: Viele kleine Einheiten bilden eine riesige Kette oder ein Netzwerk. Länge, Verzweigungen und Verbindungen beeinflussen, ob das Material dehnbar, hart, leicht oder stabil ist.
Warum Polymere herstellen?
Man brauchte leichte, wasserdichte, flexible oder leicht formbare Materialien, doch natürliche Stoffe reichten nicht immer aus. Chemiker lernten, kleine Moleküle zu langen Ketten mit bestimmten Eigenschaften zu verbinden. Das löste praktische Aufgaben, doch Herstellung und Wegwerfen mancher Polymere können Umweltprobleme verursachen.
Von Ethen zu Polyethen
Ethen hat die Formel C₂H₄ und eine Doppelbindung, die sich öffnen kann. Schritt 1: Viele Ethenmoleküle ordnen sich an. Schritt 2: Jede Doppelbindung öffnet sich und verbindet sich mit dem nächsten Molekül. Schritt 3: Eine lange Kette aus Polyethen entsteht: (–CH₂–CH₂–)ₙ. n bedeutet, dass sich das Paar oft wiederholt.
Ein riesiges Molekül oder viele?
Eine Plastiktüte wirkt wie ein einziger fester Gegenstand, daher könnte man sie für ein riesiges Molekül halten. Tatsächlich besteht sie aus vielen zusammenliegenden Polymermolekülen und oft aus Zusatzstoffen. Ein einzelnes Polymermolekül kann sehr groß sein, doch der ganze Gegenstand bleibt eine Ansammlung von Molekülen.
Kleidung, Verpackungen und Medizin
Polymere stecken in Fleecekleidung, Lebensmittelverpackungen, Handyhüllen, Farben und Kontaktlinsen. Ihre Ketten lassen sich für verschiedene Aufgaben gestalten, etwa Wasser abzuweisen oder sich zu dehnen, ohne zu reißen. Nicht jedes Polymer ist Kunststoff: Auch Wolle, Seide und Cellulose sind Polymere.
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