Radikalische Polymerisation

Lehrkräfte-Hinweis zum Einsatz

Dieses Modul ist als Lehrkräfte-Ansicht vorbereitet. Die Inhalte können in Moodle als Text- und Medienfeld eingefügt und anschließend an Lerngruppe, Buchseite, Aufgabenstellung und vorhandene Materialien angepasst werden.

ChemieQ2Kunststoffe und Polymerisation

Differenzierte Hilfen

Die Hilfen sind bewusst sichtbar als feste Sections angelegt, damit sie in Moodle ohne JavaScript, Buttons oder Aufklappfunktionen funktionieren.

Hilfe A – Einstieg

Formuliere zuerst in eigenen Worten, worum es in Radikalische Polymerisation geht. Markiere Schlüsselbegriffe, bekannte Größen, Operatoren und unklare Stellen.

Hilfe B – Vorgehen

Fachlich strukturieren: Teilchenebene, Stoffebene und Symbol-/Reaktionsebene trennen. Begriffe, Beobachtungen und Deutungen sichtbar voneinander unterscheiden.

Hilfe C – Vertiefung

Vertiefung: Modellgrenzen, Reaktionsbedingungen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen oder energetische Aspekte begründet einbeziehen.

Schritt-für-Schritt-Vorgehen / Erwartungshorizont

Diese Vorlage kann als Erwartungshorizont, Musterlösung oder Hilfekarte genutzt werden.

  1. Aufgabe lesen und fachliche Begriffe/Operatoren markieren.
  2. Stoffebene, Teilchenebene und Symbol-/Reaktionsebene trennen.
  3. Relevante Modelle, Formeln, Strukturmerkmale oder Reaktionsgleichungen ergänzen.
  4. Begründung schrittweise formulieren und Beobachtung von Deutung unterscheiden.
  5. Ergebnis mit Fachbegriffen, ggf. Skizze/Strukturformel und kurzem Fazit sichern.
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Hier würde passend sein: Logo.

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Radikalische Polymerisation
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Definition und Grundlagen: Klassifizierung der Kunststoffe

Die radikalische Polymerisation ist ein chemischer Prozess, bei dem aus vielen kleinen Molekülen, den sogenannten Monomeren, durch eine Kettenreaktion lange Molekülketten, sogenannte Polymere, entstehen. Diese Reaktion wird durch spezielle Moleküle, die Radikale, gestartet. Radikale sind Atome oder Moleküle mit einem ungepaarten Elektron, das sehr reaktionsfreudig ist und die Polymerisation in Gang setzt. Die Kettenreaktion verläuft, bis keine Monomere mehr zur Verfügung stehen oder das Radikal durch eine Reaktion gestoppt wird. Du kennst das Prinzip bereits von der Radikalischen Substitution. Der entscheidende Unterschied ist, dass bei einer Substitution einzelne Substituenten ausgetauscht werden. Bei einer Radikalischen Polymerisation reagiert eine elektronendichte Doppelbindung auf ein freies Elektron am Radikal so, dass die Doppelbindung aufbricht.

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Hier würde passend sein: chemistry.lakschool.com.

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Ablauf des Mechanismus am Beispiel von (Poly)ethen
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Initiation - Startreaktion


Radikale wirken als Reaktionsstarter und sind deshalb wichtig bei der Radikalischen Polymerisation. Es gibt drei klassische Radikalstarter: AIBN (Azoisobutyronitril), DBPO (Dibenzoylperoxid), POS (Peroxidsulfate).

Aufgabe 1: Schaue das Video Studyflix: Radikalische Polymerisation bis 2:02 und notiere die Initiationsreaktionen der drei Starterradikale.

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Hier würde passend sein: Infobox.

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Propagation - Kettenwachstum

Im Propagationsschritt der radikalischen Polymerisation passiert die wahre "Chemie": Es wächst die Polymerkettenlänge, indem das aktive Radikal an das Monomer bindet. Dabei wird das Monomer selbst zu einem neuen Radikal, das dann sofort mit einem weiteren Monomer reagiert. Dieser Prozess wiederholt sich schnell, wodurch die Kette stetig länger wird. Solange Monomere verfügbar sind, setzt sich die Kettenreaktion fort, was zu einer schnellen Verlängerung des Polymers führt.

Aufgabe 2:Schaue das Video Studyflix: Radikalische Polymerisation bis 3:37 weiter und erläutere in eigenen Worten, wie das Kettenwachstum funktioniert und was eine Kettenübertragung ist.

Reaktionsbeispiel

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Hier würde passend sein: Beispiel Polymerisation.

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Ein Propagations-Schritt mit DBPO
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Hilfen zur Propagation

Hilfe: Propagation und Kettenabbruch
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Termination - Kettenabbruch

Im Terminationsschritt der radikalischen Polymerisation wird die Kettenreaktion gestoppt, wodurch das Wachstum der Polymerketten endet. Dies kann auf verschiedene Weisen geschehen: Zwei Radikale treffen aufeinander und verbinden sich miteinander, wodurch ein stabiler, nicht reaktiver Stoff entsteht.

Aufgabe 3:Schaue das Video Studyflix: Radikalische Polymerisation zu Ende und erläutere in eigenen Worten, wie die Termination funktioniert. Formuliere anschließend die Abbruchreaktionen für die beiden oben aufgeführten Mechanismen.

Aufgabe 4:Erläutere kurz den Unterschied zwischen dem Kettenabbruch durch Rekombination und durch Rekombination.

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Hilfen zur Kettenabbruch

Weitere Quellen

  1. Studyflix
  2. FU Berlin
  3. Oberstufenzentrum FB Chemie