Giải bài tập Hóa học 12 Bài 12: Đại cương về polymer
Mở đầu trang 51 Hóa học 12: Các polymer tự nhiên (tinh bột, cellulose, tơ tằm,…) hay polymer tổng hợp (PE, PVC, nylon-6,6,…) được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Vậy, polymer là gì và chúng có các tính chất cơ bản nào?
Lời giải:
– Polymer là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.
– Tính chất vật lí:
+ Các polymer thường là chất rắn, không nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.
+ Hầu hết polymer không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.
+ Nhiều polymer có tính dẻo (nhựa); một số polymer có tính đàn hồi (cao su); một số polymer khác thường dai, bền và dễ kéo sợi. Nhiều polymer không dẫn điện nhưng có một số polymer có tính bán dẫn.
– Tính chất hóa học: Polymer có thể tham gia phản ứng cắt mạch, giữ nguyên mạch và tăng mạch.
I. Khái niệm, danh pháp
Hoạt động trang 51 Hóa học 12: Trùng hợp ethylene tạo thành polyethylene (PE):
Em hãy so sánh về thành phần nguyên tố, phân tử khối của polyethylene so với ethylene.
Lời giải:
– Thành phần nguyên tố trong phân tử ethylene giống phân tử polyethylene (gồm C và H).
– Phân tử khối của polyethylene bằng tổng phân tử khối của phân tử ethylene tham gia phản ứng trùng hợp.
Câu hỏi 1 trang 52 Hóa học 12: Hãy xác định các monomer tương ứng dùng để tổng hợp các polymer sau: PE, PS và PVC
Lời giải:
Câu hỏi 2 trang 52 Hóa học 12: Viết công thức cấu tạo và gọi tên polymer được tổng hợp từ monomer sau:
a) propylene;
b) methyl methacrylate.
Lời giải:
a) Polypropylene (PP) được tổng hợp từ monomer propylene
b) Poly(methyl methacrylate) (PMM) được tổng hợp từ monomer methyl methacrylate
III. Tính chất hóa học
Câu hỏi 3 trang 54 Hóa học 12: Viết phương trình hoá học của các phản ứng sau:
a) Thuỷ phân hoàn toàn poly(methyl methacrylate) trong môi trường base.
b) Thuỷ phân hoàn toàn nylon-6,6 trong môi trường acid.
Lời giải:
Câu hỏi 4 trang 54 Hóa học 12: Hộp xốp đựng thực phẩm chế biến sẵn thường làm bằng polystyrene. Hãy tìm hiểu và cho biết có nên sử dụng các hộp này để đựng thức ăn nóng hoặc cho hộp vào lò vi sóng để hâm nóng thức ăn hay không. Tại sao?
Lời giải:
Polystyrene bị nhiệt phân tạo styrene.
Không nên sử dụng các hộp làm bằng polystyrene để đựng thức ăn nóng hoặc cho hộp vào lò vi sóng để hâm nóng thức ăn vì ở nhiệt độ cao, polystyrene bị nhiệt phân tạo styrene. Styrene là một chất độc đối với cơ thể người: có độc với gan, có thể gây ung thư,…
IV. Phương pháp tổng hợp
Câu hỏi 5 trang 54 Hóa học 12: Cho các polymer sau: PS; nylon-6,6; PVC.
Polymer nào được điều chế bằng phản ứng trùng hợp? Polymer nào được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?
Lời giải:
– Polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp là polystyrene (PS) và poly(vinyl chloride).
– Polymer được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng là nylon-6,6.
Lý thuyết Đại cương về polymer
I. Khái niệm, danh pháp
1. Khái niệm
– Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xíc) liên kết với nhau tạo nên
– Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau để tạo nên polymer
2. Danh pháp
– Các polymer đơn giản có tên gọi chung như sau: poly + tên monomer (thêm ngoặc đơn nếu tên của monomer gồm hai cụm từ)
II. Tính chất vật lí
– Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi, không bị nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.
– Các polymer bị nóng chảy khi đun nóng được gọi là polymer nhiệt dẻo. Các polymer không bị nóng chảy mà bị phân hủy bởi nhiệt được gọi là polymer nhiệt rắn.
– Hầu hết polymer không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.
– Tính chất polymer thường phụ thuộc vào cấu tạo: nhiều polymer có tính dẻo (PE, PP,…) một số polymer có tính đàn hồi (polyisoprene, polybuta -1,3 – diene,…); một số polymer khác có tính dai, bền và có thể kéo sợi (capron, nylon – 6,6,…). Nhiều polymer có tính cách điện (PE, PC,..)
III. Tính chất hóa học
1. Phản ứng cắt mạch polymer
Polymer có thể bị phân cắt thành monomer bởi nhiệt, tác nhân hóa học, sinh học,…
Ví dụ:
– Polystyrene bị nhiệt phân thu được styrene
– Polyamide có thể bị thủy phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được amino acid:
2. Phản ứng tăng mạch polymer
Khi có điều kiện thích hợp như nhiệt độ, chất xúc tác,… các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới
3. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer
Polymer có thể tham gia các phản ứng hóa học mà không làm thay đổi chiều dàu mạch polymer. Phản ứng có thể xảy ra ở nhóm thế đính vào mạch polymer, cộng vào liên kết đôi trong mạch polymer,…
IV. Phương pháp tổng hợp
1. Phương pháp trùng hợp
Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử có phân tử khối lớn (polymer)
Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH2-CHR) hoặc vòng.
2. Phương pháp trùng ngưng
– Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước)
– Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng
Ví dụ: Nylon – 6,6 thu được từ phản ứng trùng ngưng adipic acid với hexamethylenediamine:
Sơ đồ tư duy Đại cương về polymer
Xem thêm các bài giải bài tập Hóa Học lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 11. Ôn tập chương 3
Bài 12. Đại cương về polymer
Bài 13. Vật liệu polymer
Bài 14. Ôn tập chương 4
Bài 15. Thế điện cực và nguồn điện hoá học
Bài 16. Điện phân