Polime có nhiều ứng dụng như làm các loại vật liệu polime phục vụ cho đời sống và sản xuất như: Chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán.
Bạn đang xem: Trùng ngưng là gì
Vậy polime là gì? phân loại polime như thế nào? phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng là gì? cách điều chế polime bằng phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngưng như thế nào? chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết này.
A. Lý thuyết về Polime
I. Khái niệm polime
• Polime là gì?
– Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.
* Ví dụ: Polietilen (–CH2 – CH2–)n do các mắt xích –CH2–CH2– liên kết với nhau.
– Hệ số n được gọi là hệ số polime hóa hay độ polime hóa.
– Các phân tử được tạo nên từng mắt xích cho polime gọi là monome (trong ví dụ, monome là CH2=CH2)
• Cách phân loại Polime.
– Theo nguồn gốc: Polime tổng hợp, polime thiên nhiên, polime nhân tạo (bán tổng hợp);
– Theo cách tổng hợp: Polime trùng hợp, polime trùng ngưng;
– Theo cấu trúc: Polime có mạch không phân nhánh và polime có mạch phân nhánh.
II. Đặc điểm cấu trúc của polime
• Cách mắt xích của polime có thể nối với nhau thành:
– Mạch không phân nhánh: Amilozơ,…
– Mạch phân nhánh: Amilopectin, glicogen,…
– Mạch không gian: Cao su lưu hóa, nhựa bakelit,…
III. Tính chất vật lý của polime
– Các polime hầu hết là chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Polime khi nóng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Polime không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy gọi là chất nhiệt rắn.
– Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt. Ví dụ: polibutadien tan trong benzen,…
– Có polime có tính dẻo; có polime có tính đàn hồi; một số có thể kéo thành sợi, dai, bền; có polime trong suốt không giòn, nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt hoặc tính bán dẫn.
IV. Tính chất hóa học của Polime
– Polime có những phản ứng phân cắt mạch, giữ nguyên mạch và tăng mạch cacbon.
1. Phản ứng phân cắt mạch polime
– Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân như: Tinh bột, Xenlulozơ
– Polime trùng hợp bị nhiệt phân thành các đoạn ngắn và cuối cùng thành monome ban đầu, phản ứng này gọi là phản ứng giải trùng hợp (đepolime hóa).
2. Phản ứng giữ nguyên mạch polime
– Các nhóm thế gắn vào mạch polime hoặc các liên kết đôi trong mạch polime có thể tham gia phản ứng mà không làm thay đổi mạch polime.
3. Phản ứng tăng mạch polime
– Ở điều kiện thích hợp, các mạch polime có thể nối với nhau tạo thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới không gian.
V. Cách điều chế Polime
– Polime thường được điều ché theo hai loại phản ứng trùng hợp và trùng ngưng.
1. Phản ứng trùng hợp
• Phản ứng trùng hợp là gì?
– Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hoặc tương tự nhau thành phân tử rất lớn (polime).
– Điều kiện xảy ra phản ứng trùng hợp: Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết bội hoặc là vòng kém bền có thể mở ra.
* Ví dụ: Phản ứng tạo PVC (poli vinyl clorua), tơ capron, cao su buna-S,…
2. Phản ứng trùng ngưng
• Phản ứng trùng ngưng là gì?
– Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (H O, …).
– Điều kiện xảy ra phản ứng trùng ngưng: Monome tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo liên kết với nhau.
Xem thêm: Bộ Chống Sét Van Tiếng Anh Là Gì, Nghĩa Của Từ Arrester Trong Tiếng Việt
* Ví dụ: Phản ứng tạo nilon-6; nilon-6,6; poli(etylen terephtalat),…
VI. Ứng dụng của polime
– Polime có nhiều ứng dụng như làm các loại vật liệu polime phục vụ trong sản xuất và đời sống như: chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán,…
B. Bài tập vận dụng
* Bài 1 trang 64 SGK Hóa 12: Cho các polime : polietilen, xenlulozơ, polipeptit, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6; polibutadien. Dãy các polime tổng hợp là:
A. polietilen, xenlulozo, nilon-6, nilon-6,6.
B. polietilen, polibutadien, nilon-6, nilon-6,6.
C. polietilen, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6.
D. polietilen, nilon-6, nilon-6,6, xenlulozơ.
> Lời giải:
– Đáp án B. polietilen, polibutadien, nilon-6, nilon-6,6.
* Bài 2 trang 64 SGK Hóa 12: Trong số các polime sau, chất nào được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp?
A. Poli (vinyl clorua). B. Polisaccarit. C. Protein. D. Nilon- 6,6.
> Lời giải:
– Đáp án A.Poli (vinyl clorua).
* Bài 3 trang 64 SGK Hóa 12: Phân biệt sự trùng hợp và trùng ngưng về các mặt: phản ứng, monome và phân tử khối của polime so với monome. Lấy ví dụ minh họa.
> Lời giải:
+ Về mặt phản ứng:
– Phản ứng trùng hợp và trùng ngưng đều là các quá trình kết hợp (thực hiện phản ứng cộng) các phân tử nhỏ thành phân tử lớn.
+ Về monome:
– Monome tham gia phản ứng trùng hợp là phải có liên kết bội hoặc vòng không bền.
– Monome tham gia phản ứng trùng ngưng là trong phân tử có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.
– Phân tử khối của polime trong trùng hợp bằng tổng của n monome tham gia trùng hợp.
– Phân tử khối của monome trong trùng ngưng bằng tổng của n monome tham gia trùng ngưng trừ đi các phân tử nhỏ giải phóng ra.
* Bài 4 trang 64 SGK Hóa 12: Gọi tên các phản ứng và viết phương trình hóa học của phản ứng polime hóa các monome sau:
a) CH3-CH=CH2.
b) CH2=CCl-CH=CH2.
c) CH2=C(CH3)-CH=CH2.
d) CH2OH-CH2OH và m-C6H4(COOH)2(axit isophtalic).
e) NH2-10COOH.
> Lời giải:
– Các phản ứng a,b,c là các phản ứng trùng hợp; d,e là các phản ứng trùng ngưng
a) nCH3-CH=CH2 (-CH(CH3)-CH2-)n
b) nCH2=CCl-CH=CH2 (-CH2-CCl=CH-CH2-)n
c) nCH2=C(CH3)-CH=CH2 (-CH2-C(CH3)=CH-CH2-)n
d) nCH2OH-CH2OH + m-HOOC-C6H4-COOH (-O-CH2-CH2-O-OC-C6H4-CO-)n
e) nNH2-10COOH (-NH-10-CO-)n
* Bài 5 trang 64 SGK Hóa 12: Từ các sản phẩm hóa dầu (C6H6 và CH2=CH2) có thể tổng hợp được polistiren dùng để sản xuất nhựa trao đổi ion. Hãy viết các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra, có thể dùng thêm các hóa chất vô cơ cần thiết khác.
> Lời giải:
C6H6 + C2H4
C6H5C2H5
C6H5C2H5
C6H5CH=CH2 + H2
nC6H5CH=CH2
n
* Bài 6 trang 64 SGK Hóa 12: Hệ số polime hóa là gì? Có thể xác định chính xác hệ số polime hóa được không? Tính hệ số polime hóa của PE, PVC và xenlulozơ biết rằng phân tử khối trung bình của chúng lần lượt là:420000, 250000 và 1620000.
> Lời giải:
– Không thể xác định chính xác hệ số polime hóa được vì polime là một hỗn hợp các chất có hệ số polime hóa khác nhau. Do đó chỉ xác định được n trung bình .
– Tính hệ số polime hóa của PE (polietilen: (-CH2-CH2-)): n = 420000/28 = 15000
– Tính hệ số polime hóa cảu PVC (poli vinyl clorua: (-CH2-CH(Cl)-)n): n = 250000/62,5 = 4000
