Hợp chất trọng lượng phân tử cao (HMC) Các hợp chất có trọng lượng phân tử lớn hơn 10.000 được gọi là.
Hầu như tất cả các chất có trọng lượng phân tử cao đều là polyme.
Polyme- đây là những chất có phân tử bao gồm một số lượng lớn các đơn vị cấu trúc lặp lại được kết nối với nhau bằng liên kết hóa học.
Polyme có thể được tạo ra thông qua các phản ứng có thể chia thành hai loại chính: phản ứng trùng hợp Và phản ứng đa ngưng tụ.
Phản ứng trùng hợp
Phản ứng trùng hợp -Đây là những phản ứng hình thành polyme bằng cách kết hợp một số lượng lớn các phân tử của một chất có trọng lượng phân tử thấp (monomer).
Số lượng phân tử monome ( N), kết hợp thành một phân tử polymer, được gọi là mức độ trùng hợp.
Các hợp chất có nhiều liên kết trong phân tử có thể tham gia phản ứng trùng hợp. Nếu các phân tử monome giống hệt nhau thì quá trình này được gọi là sự đồng trùng hợp, và nếu khác - sự đồng trùng hợp.
Ví dụ về các phản ứng đồng nhất hóa, đặc biệt, là phản ứng tạo thành polyetylen từ ethylene:
Một ví dụ về phản ứng đồng trùng hợp là quá trình tổng hợp cao su styren-butadien từ 1,3-butadien và styren:
Các polyme được tạo ra bởi phản ứng trùng hợp và các monome ban đầu
Monome | Polyme thu được |
||
Công thức cấu tạo | Tùy chọn tên | Công thức cấu tạo | Tùy chọn tên |
| etylen, etylen | polyetylen | ||
| propylen, propen | polypropylen | ||
| Styren, vinylbenzen | polystyren, polyvinylbenzen | ||
| vinyl clorua, vinyl clorua, chloroethylene, chloroethene | polyvinyl clorua (PVC) | ||
| tetrafluoroethylene (perfluoroethylene) | teflon, polytetrafluoroetylen | ||
| isopren (2-metylbutadien-1,3) | cao su isopren (tự nhiên) | ||
| butadien-1,3 (divinyl) | cao su butadien, polybutadien-1,3 | ||
| cloropren(2-chlorobutadien-1,3) | cao su cloropren | ||
| butadien-1,3 (divinyl) Styren (vinylbenzen) | cao su styren butadien | ||
Phản ứng đa ngưng tụ
Phản ứng đa ngưng tụ- đây là những phản ứng hình thành polyme từ các monome, trong đó, ngoài polyme, một chất có trọng lượng phân tử thấp (thường là nước) cũng được hình thành dưới dạng sản phẩm phụ.
Phản ứng đa ngưng tụ liên quan đến các hợp chất có phân tử chứa bất kỳ nhóm chức năng nào. Trong trường hợp này, các phản ứng đa ngưng tụ, dựa trên việc sử dụng một monome hay nhiều hơn, tương tự như phản ứng trùng hợp, được chia thành các phản ứng ngưng tụ đồng nhất Và sự ngưng tụ đồng thời.
Phản ứng ngưng tụ đồng thể bao gồm:
* Sự hình thành (trong tự nhiên) các phân tử polysaccharide (tinh bột, cellulose) từ các phân tử glucose:
* Phản ứng tạo capron từ axit ε-aminocaproic:
Phản ứng ngưng tụ copoly bao gồm:
* Phản ứng tạo nhựa phenol-formaldehyde:
* Phản ứng hình thành lavsan (sợi polyester):
Vật liệu gốc polymer
Nhựa
Nhựa- vật liệu làm từ polyme có khả năng được đúc dưới tác động của nhiệt và áp suất và duy trì được hình dạng nhất định sau khi làm nguội.
Ngoài chất có trọng lượng phân tử cao, nhựa còn chứa các chất khác nhưng thành phần chính vẫn là polymer. Nhờ đặc tính của nó, nó liên kết tất cả các thành phần thành một khối duy nhất và do đó nó được gọi là chất kết dính.
Tùy thuộc vào mối quan hệ của chúng với nhiệt, nhựa được chia thành polyme nhiệt dẻo (nhựa nhiệt dẻo) Và bình giữ nhiệt.
Nhựa nhiệt dẻo- một loại nhựa có thể tan chảy nhiều lần khi đun nóng và đông đặc lại khi nguội, khiến chúng có thể thay đổi hình dạng ban đầu nhiều lần.
Bình giữ nhiệt- nhựa, các phân tử của chúng, khi được nung nóng, sẽ được "khâu" thành một cấu trúc lưới ba chiều duy nhất, sau đó không thể thay đổi hình dạng của chúng nữa.
Ví dụ, nhựa nhiệt dẻo là nhựa dựa trên polyetylen, polypropylen, polyvinyl clorua (PVC), v.v.
Đặc biệt, nhiệt rắn là loại nhựa làm từ nhựa phenol-formaldehyde.
Cao su
Cao su- polyme có độ đàn hồi cao, khung cacbon của nó có thể được biểu diễn như sau:
Như chúng ta thấy, các phân tử cao su chứa liên kết đôi C=C, tức là Cao su là hợp chất không bão hòa.
Cao su thu được bằng cách trùng hợp các dien liên hợp, tức là các hợp chất trong đó hai liên kết đôi C=C cách nhau bằng một liên kết đơn C-C.
1) butadien:
Nói chung (chỉ hiển thị khung carbon), quá trình trùng hợp các hợp chất đó để tạo thành cao su có thể được biểu thị bằng sơ đồ sau:
Do đó, dựa trên sơ đồ được trình bày, phương trình trùng hợp isopren sẽ như sau:
Một sự thật rất thú vị là không phải những quốc gia tiên tiến nhất về mặt tiến bộ mới lần đầu tiên làm quen với cao su mà là các bộ lạc da đỏ, những người thiếu tiến bộ công nghiệp và khoa học công nghệ như vậy. Đương nhiên, người da đỏ không thu được cao su một cách nhân tạo mà sử dụng những gì thiên nhiên ban tặng cho họ: ở khu vực họ sinh sống (Nam Mỹ), cây Hevea mọc lên, nước ép của nó chứa tới 40-50% cao su isopren. Vì lý do này, cao su isopren còn được gọi là cao su tự nhiên, nhưng nó cũng có thể thu được bằng phương pháp tổng hợp.
Tất cả các loại cao su khác (chloroprene, butadiene) không được tìm thấy trong tự nhiên, vì vậy chúng đều có thể được coi là tổng hợp.
Tuy nhiên, cao su tuy có những ưu điểm nhưng cũng có một số nhược điểm. Ví dụ, do cao su bao gồm các phân tử dài, không liên quan về mặt hóa học nên đặc tính của nó khiến nó chỉ thích hợp để sử dụng trong phạm vi nhiệt độ hẹp. Khi gặp nhiệt độ cao, cao su trở nên dính, thậm chí hơi chảy nước và có mùi khó chịu, ở nhiệt độ thấp dễ bị cứng và nứt.
Các đặc tính kỹ thuật của cao su có thể được cải thiện đáng kể bằng quá trình lưu hóa. Lưu hóa cao su là quá trình nung nóng nó bằng lưu huỳnh, do đó các phân tử cao su riêng lẻ, ban đầu không có liên kết, được “liên kết ngang” với nhau bằng chuỗi nguyên tử lưu huỳnh (các “cầu nối” polysulfide). Sơ đồ chuyển đổi cao su thành cao su sử dụng cao su butadien tổng hợp làm ví dụ có thể được minh họa như sau:
Sợi
Sợi là những vật liệu dựa trên các polyme có cấu trúc tuyến tính, thích hợp cho việc sản xuất sợi, dây kéo và vật liệu dệt.
Phân loại sợi theo nguồn gốc
Sợi nhân tạo(viscose, sợi axetat) thu được bằng cách xử lý hóa học các sợi tự nhiên hiện có (bông và lanh).
Sợi tổng hợp thu được chủ yếu bằng phản ứng đa ngưng tụ (lavsan, nylon, nylon).
Polyme tổng hợp
Trong thế kỷ XX, sự xuất hiện của các hợp chất phân tử cao tổng hợp - polyme - là một cuộc cách mạng kỹ thuật. Polyme được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực tế. Dựa trên chúng, các vật liệu đã được tạo ra với những đặc tính mới và, ở nhiều khía cạnh, khác thường, vượt trội hơn đáng kể so với các vật liệu đã biết trước đây.
Polyme là các hợp chất có phân tử bao gồm các đơn vị lặp lại - monome.
Đã biết polyme tự nhiên . Chúng bao gồm polypeptide và protein, polysacarit và axit nucleic.
Polyme tổng hợp thu được bằng cách trùng hợp và đa ngưng tụ (xem bên dưới) các monome có trọng lượng phân tử thấp.
Phân loại cấu trúc của polyme
a) polyme tuyến tính
Chúng có cấu trúc chuỗi tuyến tính. Tên của chúng bắt nguồn từ tên của monome có thêm tiền tố nhiều-:
b) polyme mạng:
c) mạng polyme ba chiều:
Bằng cách trùng hợp chung các monome khác nhau người ta thu được chất đồng trùng hợp . Ví dụ:
Các tính chất hóa lý của polyme được xác định bởi mức độ trùng hợp (giá trị n) và cấu trúc không gian của polyme. Đây có thể là chất lỏng, nhựa hoặc chất rắn.
Các polyme rắn hoạt động khác nhau khi đun nóng.
Polyme nhựa nhiệt dẻo– tan chảy khi đun nóng và sau khi làm nguội, có hình dạng bất kỳ. Điều này có thể được lặp lại không giới hạn số lần.
Polyme nhiệt rắn- Đây là những chất lỏng hoặc chất dẻo, khi đun nóng sẽ đông cứng lại theo hình dạng nhất định và không tan chảy khi đun nóng thêm.
Phản ứng trùng hợp hình thành polyme
Polyme hóa - Đây là sự bổ sung tuần tự các phân tử monome vào cuối chuỗi đang phát triển. Trong trường hợp này, tất cả các nguyên tử monome đều được đưa vào chuỗi và không có gì được giải phóng trong quá trình phản ứng.
Để bắt đầu phản ứng trùng hợp, cần phải kích hoạt các phân tử monome bằng chất khởi đầu. Tùy thuộc vào loại người khởi xướng, có
cấp tiến,
cation và
polyme hóa anion.
Phản ứng trùng hợp gốc
Các chất có khả năng hình thành các gốc tự do trong quá trình nhiệt phân hoặc quang phân được sử dụng làm chất khởi đầu cho quá trình trùng hợp gốc, thường là các peroxit hữu cơ hoặc hợp chất azo, ví dụ:
Khi được làm nóng hoặc chiếu sáng bằng tia UV, các hợp chất này tạo thành các gốc tự do:
Phản ứng trùng hợp bao gồm ba giai đoạn:
sự khởi xướng,
Tăng trưởng chuỗi
Ngắt mạch.
Ví dụ - trùng hợp styren:
Cơ chế phản ứng
a) sự khởi đầu:
b) tăng trưởng chuỗi:
c) hở mạch:
Sự trùng hợp gốc xảy ra dễ dàng nhất với các monome trong đó các gốc tạo thành được ổn định nhờ ảnh hưởng của các nhóm thế ở liên kết đôi. Trong ví dụ đã cho, một gốc loại benzyl được hình thành.
Phản ứng trùng hợp triệt để tạo ra polyetylen, polyvinyl clorua, polymethyl methacrylate, polystyrene và copolyme của chúng.
Phản ứng trùng hợp cation
Trong trường hợp này, việc hoạt hóa các anken đơn phân được thực hiện bằng axit protic hoặc axit Lewis (BF 3, AlCl 3, FeCl 3) khi có mặt nước. Phản ứng tiến hành như một sự cộng điện di ở liên kết đôi.
Ví dụ, trùng hợp isobutylene:
Cơ chế phản ứng
a) sự khởi đầu:
b) tăng trưởng chuỗi:
c) hở mạch:
Phản ứng trùng hợp cation là điển hình cho các hợp chất vinyl có nhóm thế nhường electron: isobutylene, butyl vinyl ether, α-methylstyrene.
Nhiệm vụ 449 (w)
Styrene được sản xuất như thế nào trong công nghiệp? Hãy nêu sơ đồ trùng hợp của nó. Vẽ sơ đồ cấu trúc tuyến tính và cấu trúc ba chiều của polyme.
Giải pháp:
Điều chế và trùng hợp styren
Hầu hết styren(khoảng 85%) thu được trong công nghiệp bằng quá trình khử hydro tôi
etylbenzenở nhiệt độ 600-650°C, áp suất khí quyển và pha loãng bằng hơi nước quá nhiệt từ 3 - 10 lần. Chất xúc tác oxit sắt-crom có bổ sung kali cacbonat được sử dụng.
Một phương pháp công nghiệp khác thu được 15% còn lại là khử nước metylphenylcarbinol, được hình thành trong quá trình sản xuất propylene oxit từ ethylbenzen hydroperoxide. Ethylbenzen hydroperoxide thu được từ etylbenzen bằng quá trình oxy hóa không khí không có xúc tác.
Sơ đồ trùng hợp anionoid của styren:
Polystyrene– polyme vô định hình nhiệt dẻo có công thức:
[CH 2 = C (C 6 H 5) H] N-------------> [-CH 2 - C(C 6 H 5)H -]n
styren polystyren
Polyme hóa styren xảy ra dưới tác dụng của natri hoặc kali amit trong amoniac lỏng.
Cấu trúc polyme:
Đặc thù polyme tuyến tính và phân nhánh- không có liên kết sơ cấp (hóa học) giữa các chuỗi phân tử; lực liên phân tử thứ cấp đặc biệt tác dụng giữa chúng.
Phân tử polymer tuyến tính:
Các phân tử tuyến tính phân nhánh:
Nếu như chuỗi đại phân tửđược kết nối với nhau bằng liên kết hóa học tạo thành chuỗi cầu nối chéo (khung ba chiều), khi đó cấu trúc của đại phân tử phức tạp như vậy được gọi là không gian. Liên kết hóa trị trong các polyme không gian phân kỳ ngẫu nhiên theo mọi hướng. Trong số đó có các polyme có sự sắp xếp liên kết chéo hiếm gặp. Những polyme này được gọi là polyme mạng.
Cấu trúc polymer ba chiều:
Cấu trúc mạng polyme:
Polystyrene
Cơm. 1. Cấu trúc tuyến tính của polystyrene
Polyorganosiloxan
Cơm. 2. Cấu trúc ba chiều của polyorganosiloxan
Sự polyme hóa là gì?
Chúng ta hãy nhìn vào chính
và các quá trình liên quan đến chúng, bởi vì hóa ra gần như toàn bộ thế giới của chúng ta đều là polymer.
Phản ứng trùng hợp là phản ứng tạo thành hợp chất có trọng lượng phân tử cao từ hợp chất có trọng lượng phân tử thấp. Hợp chất cao phân tử (polymer) là chất có trọng lượng phân tử cao, bao gồm các đoạn (đơn vị cấu trúc) lặp đi lặp lại liên kết với nhau.
Chúng ta có thể tìm thấy polyme ở đâu trong cuộc sống hàng ngày?
Mọi nơi. Ở mọi nơi bạn nhìn. Trên thực tế, polyme có mối liên hệ sâu sắc với cuộc sống của chúng ta.
Vải (cả tổng hợp và tự nhiên), nhựa, cao su đều được hình thành từ polyme. Ngoài ra, bản thân chúng ta cũng được làm từ polyme.
Chúng ta hãy nhớ lại định nghĩa về cuộc sống của Engels:
“Cuộc sống là cách tồn tại của các cơ thể protein…”
Sóc– đây là các polyme sinh học tự nhiên; axit nucleic Và polysaccharid.
Những chất nào có thể tham gia phản ứng trùng hợp?
Câu trả lời rất đơn giản: chất, chứa nhiều liên kết (đôi, ba).
Chúng ta hãy xem xét cái đầu tiên - sơ đồ phản ứng hình thành polyetylen (túi, chai, màng bao bì và nhiều thứ khác được làm từ nó):
Như chúng ta thấy, liên kết π bị phá vỡ và các nguyên tử carbon của một phân tử liên kết với các nguyên tử carbon của các phân tử lân cận. Điều này tạo ra một chuỗi polymer dài. Vì chiều dài của polyme có thể đạt tới vài trăm đơn vị cấu trúc, số lượng chính xác của chúng là không thể dự đoán được, vì nó khác nhau ở các phân tử khác nhau và để không ghi lại toàn bộ chuỗi, phản ứng trùng hợp được viết như sau:
Trong đó n là số đơn vị cấu trúc trong phân tử.
Chất có trọng lượng phân tử thấp ban đầu tham gia phản ứng trùng hợp được gọi là monome.
Không nên nhầm lẫn đơn vị cấu trúc với monome.
Monome và đơn vị cấu trúc có cùng thành phần định tính và định lượng, nhưng có cấu trúc hóa học khác nhau (chúng khác nhau về số lượng liên kết bội).
Phương trình polyme hóa:
Các phản ứng để sản xuất các polyme phổ biến nhất:
- Giáo dục cao su isopren(cao su tự nhiên cũng là isopren, nhưng có cấu trúc cis hoàn toàn) từ 2-methylbutadiene-1,3 (isoprene):
- Giáo dục polystyren(nhựa) từ vinylbenzen (styren):
- Giáo dục polypropylen từ propen (propylen):
Cao su– đây là một nhóm các polyme, được thống nhất bởi các đặc tính chung (độ đàn hồi, cách điện, v.v.), nguyên liệu thô để sản xuất cao su. Trước đây, cao su tự nhiên từ nước ép của cái gọi là cây cao su đã được sử dụng cho việc này. Sau đó họ bắt đầu sản xuất cao su nhân tạo.
Tại Liên Xô vào năm 1926, một cuộc thi đã được công bố về phương pháp sản xuất cao su tổng hợp tốt nhất. Người chiến thắng trong cuộc thi là Lebedev S.V.
Phương pháp của ông như sau:
1,3 butadien được điều chế từ rượu etylic. Rượu etylic được sản xuất bằng cách lên men từ nguyên liệu thực vật có rất nhiều ở Liên Xô, điều này khiến cho việc sản xuất trở nên rẻ hơn. Butadiene-1,3 sau khi polyme hóa tạo thành cao su tổng hợp:
Để biến cao su thành cao su, nó phải được lưu hóa.
Lưu hóa là quá trình khâu các sợi cao su polymer vào một mạng duy nhất, giúp cải thiện độ đàn hồi, độ bền và khả năng chống lại dung môi hữu cơ .
Sơ đồ dưới đây thể hiện quá trình lưu hóa cao su butadien, thông qua việc hình thành cầu nối disulfua giữa các phân tử polymer:
Cần phân biệt phản ứng trùng hợp với phản ứng đa ngưng tụ.
Phản ứng đa ngưng tụ là phản ứng hình thành hợp chất phân tử cao từ hợp chất phân tử thấp, trong đó sản phẩm phụ (nước, amoniac, hydro clorua, v.v.) được giải phóng.
Khả năng của một chất tham gia vào phản ứng đa ngưng tụ được xác định bởi sự có mặt của cựcít nhất hai nhóm chức năng khác nhau .
Hãy xem một ví dụ axit amin:
Hai axit amin kết hợp với nhau tạo thành liên kết peptide, giải phóng sản phẩm phụ là nước. Nếu quá trình tiếp tục - thêm dư lượng axit amin vào chuỗi này - chúng ta sẽ thu được protein. Khả năng các axit amin tham gia phản ứng đa ngưng tụ quyết định sự hiện diện trong cấu trúc của chúng của hai nhóm chức: nhóm carboxyl và nhóm amino. Kết quả của phản ứng polycondensation, ngoài các polypeptide (protein), axit nucleic và polysacarit được hình thành.
Để theo đuổi chất lượng sản phẩm, con người đã học cách tạo ra các loại polyme bền đến mức chúng không bị phân hủy trong vài nghìn năm. Và đôi khi, khi phân hủy, chúng sẽ thải ra các chất độc hại ra môi trường. Đây là một vấn đề môi trường lớn. Các trung tâm tái chế nhựa hiện đang mở cửa.
Nếu tất cả chúng ta cùng nhau vứt rác thải nhựa ở đó, chúng ta sẽ đóng góp rất lớn vào việc bảo tồn ngôi nhà chung của chúng ta - hành tinh Trái đất và thiên nhiên của nó.
Thêm về chủ đề này:
Phòng thí nghiệm 1
Phản ứng trùng hợp styren trong dung dịch
Phần lý thuyết
Có hai lựa chọn polyme hóa trong dung dịch:
1. polyme và monome hòa tan trong dung môi;
2. Chỉ có monome hòa tan trong dung môi và polyme sẽ kết tủa khi nó hình thành.
Phần thực hành
Bài tập.
Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình trùng hợp styren trong dung dịch. Tiến hành trùng hợp styren ở 90-95°C trong 4 giờ theo hai công thức (d): a) styren -20,0; benzoyl peroxide - 0,4; benzen-10,0 g; b) styren-20,0; benzoyl peroxide-0,4; carbon tetrachloride-10.0 Tách polyme và xác định hiệu suất của nó (tính bằng gam và %) cho mỗi công thức Xác định tốc độ trùng hợp trong các dung môi khác nhau Kiểm tra độ hòa tan của polyme thu được trong dung môi hữu cơ, mối quan hệ của nó với nhiệt, tác dụng của axit và bazơ Tiến hành khử polyme của polystyrene. Tính hiệu suất styren
Giai đoạn 1 của công việc. Tổng hợp polystyrene trong các dung môi khác nhau.
Thuốc thử
Styrene (mới chưng cất), 20,0 g
Benzoyl peroxit, 0,4 g
Benzen, 10,0 g
Cacbon tetraclorua, 10,0 g
Ête dầu mỏ, 100 ml
Rượu etylic
Axit sulfuric đậm đặc
Axit nitric đậm đặc
Natri hydroxit, dung dịch đậm đặc
Thiết bị
Bình đáy tròn có khớp nối đất dung tích 100 ml - 2 chiếc.
Máy làm mát trào ngược bóng - 2 chiếc.
Bơm chân không
Cốc hóa chất, 200 ml
Cốc bay hơi bằng sứ – 2 chiếc.
Đĩa Petri - 2 chiếc.
Tắm nước hoặc sưởi ấm
Bếp điện
Tiến hành một thí nghiệm
- Cho các khối lượng styren 10,0 g vào hai bình, thêm 0,2 g benzoyl peroxide vào chúng, cũng như các dung môi: 10,0 g benzen trong một bình, 10,0 g cacbon tetraclorua trong bình kia. Mỗi bình được nối với thiết bị ngưng tụ hồi lưu và được đun nóng trong nồi cách thủy hoặc lò sưởi ở nhiệt độ 90-95°C trong 4 giờ. Sau đó tắt hệ thống sưởi, lượng chứa trong mỗi bình được làm nguội. Thêm ete dầu mỏ hoặc etanol. Xuất hiện kết tủa polyme. Kiểm tra tính đầy đủ của lượng mưa. Polyme được rửa bằng chất kết tủa. Kết tủa được tách ra khỏi chất lỏng, chuyển sang đĩa sứ đã cân (đĩa Petri) và sấy khô trước ở nhiệt độ phòng trong không khí, sau đó trong máy điều nhiệt ở 60-70°C hoặc trong tủ sấy chân không ở nhiệt độ 30-70°C. 40°C đến khối lượng không đổi.*
* tất cả các hoạt động: tổng hợp, kết tủa và làm khô polyme có thể được thực hiện trong một bình (đã được cân trước). Sử dụng polyme thu được cho các thí nghiệm tiếp theo.
Trình bày kết quả dưới dạng bảng.
Bảng 1
Bảng 2
Ví dụ tính toán. Phản ứng trùng hợp styren (khối lượng phân tử 104,14 g/mol; mật độ ρ = 0,906 g/ml) được thực hiện trong cyclohexane với chất khơi mào AIBN (trọng lượng phân tử 164,20 g/mol). Tổng thể tích nạp 30 ml: 20 ml styrene và 10 ml cyclohexane. Khối lượng khởi đầu 0,6 g Thời gian trùng hợp 4 giờ. Khối lượng của polystyrene thu được là 13,2 g.
1. Hãy tính toán khối lượng và lượng chất styren:
mstyren = 20 0,906 = 18,12 g
nctyren = 18,12/104,14 = 0,174 mol
2. Tính % khối lượng của chất khởi đầu so với monome:
ωDAK = (0,6/18,12) 100 = 3,31% trọng lượng (từ styren)
3. Tìm nồng độ monome trong giải pháp:
s (styren) = (18,12/30) 1000 = 604 g/l hoặc 604/104,14 = 5,80 mol/l
4. Tìm nồng độ khởi đầu trong giải pháp:
s(DAK) = (0,6/30) 1000 = 20 g/l hoặc 20/164,20 = 0,122 mol/l
5. Hãy tính toán năng suất polystyrene:
Hiệu suất polystyrene = (13,2/18,12) 100 = 72,8%
6. Hãy tính toán tốc độ trùng hợp:
υ = 72,8/4 = 18,2%/h hoặc 18,2/60 = 0,303%/phút
υ = (5,80 0,728)/(4 3600) = 29,32 10-5mol/l giây
Giai đoạn 2 của công việc. Xác định tính chất vật lý và hóa học của polystyrene.
Kinh nghiệm 1. Ngoại hình. Sức mạnh.
Kiểm tra cẩn thận các mẫu polystyrene, chú ý đến màu sắc, kiểm tra độ dễ vỡ của chúng.
*Polystyrene trong suốt, có thể có nhiều màu sắc khác nhau và dễ vỡ. Khi lắc, màng polystyrene tạo ra âm thanh như tiếng chuông, giống như một dải kim loại mỏng.
Thí nghiệm 2. Mối liên hệ với nhiệt độ
Một miếng polystyrene mỏng được đặt trên lưới chịu nhiệt và đun nóng nhẹ. Ở nhiệt độ 80-90°C, polystyrene mềm ra và ở >250°C nó bắt đầu phân hủy. Một miếng polystyrene đã được làm mềm dễ dàng thay đổi hình dạng dưới tác động bên ngoài. Các sợi chỉ có thể được rút ra từ polystyrene đã được làm mềm. Nếu bạn kết nối hai miếng polystyrene đã được làm mềm, chúng sẽ được hàn lại.
*Polystyrene là một loại nhựa nhiệt dẻo (nhựa có thể đảo ngược).
Thí nghiệm 3. Tính chất cách nhiệt.
Để nghiên cứu tính chất cách nhiệt, người ta sử dụng bọt polystyrene. Một miếng nhựa xốp (dài 6-7 cm, dày 4 cm) cần được đặt trên một thanh sắt hoặc dây dài 10 cm. Dùng tay cầm miếng bọt biển, đưa thanh sắt vào lửa khoảng 1-2 phút. Việc làm nóng thanh và bọt (nó ấm lên một chút) được thiết lập bằng nhiệt kế. Đầu tiên, họ mang bọt vào, sau đó là que.
Thí nghiệm 4. Tác dụng của dung môi.
Các mảnh nhỏ polystyrene hoặc màng được đặt trong các ống nghiệm riêng biệt có benzen, axeton và cacbon tetraclorua. Thu được dung dịch nhớt.
Các sản phẩm Polystyrene có thể được dán bằng dung dịch nhớt hoặc dung môi.
Thí nghiệm 5. Đốt cháy polystyrene
*Thí nghiệm được thực hiện trong tủ hút!!
Một miếng polystyrene được đặt vào ngọn lửa và giữ cho đến khi nó bốc cháy.
*Polystyrene cháy với ngọn lửa khói, tỏa mùi hăng. Bên ngoài ngọn lửa vẫn tiếp tục cháy.
Thí nghiệm 6. Tác dụng của axit và bazơ
Các mảnh polystyrene được đặt trong axit đậm đặc: sulfuric (mật độ 1,84 g/ml), nitric (mật độ 1,4 g/ml), sau đó trong dung dịch natri hydroxit đậm đặc. Quan sát hiện tượng xảy ra với polystyrene ở nhiệt độ phòng và sau đó khi đun nóng.
*Polystyrene ở nhiệt độ phòng trong axit đậm đặc và kiềm không thay đổi. Khi đun nóng, nó cháy thành than trong axit sulfuric, nhưng không biến đổi trong kiềm và axit nitric.
Thí nghiệm 7. Depolyme hóa polystyrene
Các miếng polystyrene được đặt vào ống nghiệm sao cho chiếm hơn 1/5 thể tích của nó. Một ống thoát khí có nút đậy được gắn vào miệng ống nghiệm. Máy thu là một ống nghiệm khác được đặt trong nước lạnh và phủ một lớp bông gòn lên trên. Ống nghiệm bằng polystyrene được cố định trên giá đỡ nghiêng một góc (để chất lỏng chảy ra). Tốt hơn là tạo một lỗ trên nút cao su gần mép hơn để loại bỏ chất lỏng thu được (monomer có tạp chất). Một chất lỏng không màu hoặc hơi vàng có mùi đặc trưng đọng lại trong bình chứa. Styrene sôi ở nhiệt độ 141-146°C.