Giải chi tiết Hóa học 12 CTST bài 9 Đại cương về Polymer

MỞ ĐẦU

Polystyrene (viết tắt là PS) là polymer được tổng hợp từ styrene bằng phản ứng trùng hợp. Polystyrene được dùng phổ biến để sản xuất vật dụng bằng xốp như cốc, đĩa, hộp đựng thức ăn. Ưu điểm của PS là dễ tái chế, do đó giảm thiểu khả năng gây ô nhiễm môi trường. Hợp chất polymer có tính chất gì? Phương pháp nào dùng để tổng hợp một số polymer thường gặp.

Bài làm chi tiết:

- Tính chất vật lí: polymer là chất rắn ở điều kiện thường, không tan trong nước. Một số polymer có tính đàn hồi, một số polymer có tính cách điện, cách nhiệt, một số polymer dai và bền.

- Tính chất hóa học: phản ứng cắt mạch polymer, phản ứng giữ nguyên mạch polymer, phản ứng tăng mạch polymer.

- Phương pháp nào dùng để tổng hợp một số polymer thường gặp là phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng.

1. CÔNG THỨC CẤU TẠO VÀ TÊN GỌI CỦA MỘT SỐ POLYMER

Thảo luận 1: Từ Ví dụ 1, cho biết đặc điểm cấu tạo giống nhau của các polymer.

Bài làm chi tiết:

Polymer là hợp chất hữu cơ có phân tử khối lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau tạo nên.

Luyện tập: Liệt kê một số vận dụng thường ngày được làm từ polymer.

Bài làm chi tiết:

Một số vận dụng thường ngày được làm từ polymer: cốc, đĩa, hộp đựng thức ăn,..

Thảo luận 2: Cho biết công thức cấu tạo của monomer tương ứng với polymer trong Hình 9.1.

Bài làm chi tiết:

Công thức cấu tạo của monomer tương ứng với polymer:

PVC: CH₂=CH-Cl.

PS: CH₂=CH-C₆H₅.

Polybuta-1,3-diene: CH₂=CH-CH=CH₂.

PPF: CH₂=C₆H₄-OH.

Thảo luận 3: Từ Ví dụ 1 và Hình 9.1 cho biết cách gọi tên polymer.

Bài làm chi tiết:

Cách gọi tên polymer: poly + tên monomer tương ứng. Một số polymer có tên gọi riêng.

Vận dụng: Thủy tinh hữu cơ còn được gọi là thủy tinh plexiglass hoặc thủy tinh acrylic. Đây là một polymer có tên là poly(methyl methacrylate) được điều chế từ methyl methacrylate (CH₂=C(CH₃)COOCH₃). Hãy viết công thức cấu tạo của thủy tinh hữu cơ và tìm hiểu một số ứng dụng của loại polymer này.

Bài làm chi tiết:

- Công thức cấu tạo của thủy tinh hữu cơ:

- Ứng dụng của thủy tinh hữu cơ:

+ Được dung làm các đồ gia dụng trong gia đình như: ly, bình hoa, đĩa, chén,...

+ Dùng để làm kính các phi cơ và ô tô.

+ Làm xương giả trong y khoa.

2. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Luyện tập: Nêu vật dụng làm bằng vật liệu polymer có tính đàn hồi, vật dụng làm bằng polymer có tính cách điện, các nhiệt được sử dụng trong gia đình em.

Bài làm chi tiết:

- Vật dụng làm bằng vật liệu polymer có tính đàn hồi: quả bóng, dây đàn guitar.

- Vật dụng làm bằng polymer có tính cách điện, các nhiệt: vỏ bọc dây điện, bàn phím, ốp lưng điện thoại, hộp đựng cơm, thực phẩm,…

3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Thảo luận 4: Trong Ví dụ 2, liên kết nào trong phân tử polymer bị phá vỡ? Mạch polymer bị biến đổi như thế nào?

Bài làm chi tiết:

Liên kết mắt xích trong phân tử polymer bị phá vỡ. Mạch polymer bị phân hủy thành mạch ngắn hơn hoặc monomer tương ứng.

Luyện tập: Viết phương trình phản ứng của cao su buna với HCl, với H₂ (t^o, xt).

Bài làm chi tiết:

- Tác dụng với HCl:

(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n + HCl  (-CH₂-CH₂-CHCl-CH₂-)_n.

- Tác dụng với H₂ (t^o, xt):

(-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n + H₂  to,xt→  (-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)_n.

4. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP MỘT SỐ POLYMER THƯỜNG GẶP

Thảo luận 5: Trong Ví dụ 6, các monomer kết hợp với nhau như thế nào? Liên kết nào trong monomer bị phá vỡ?

Bài làm chi tiết:

- Các monomer kết hợp với nhau bằng cách tham gia phản ứng trùng hợp, là phản ứng có sự liên kết của các phân tử monomer giống nhau hoặc tương tự nhau tạo nên polymer.

- Liên kết đôi trong monomer bị phá vỡ.

Luyện tập: Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp của các chất sau:

a) CH₂=C(CH₃)₂

b) CH₂=C(Cl)CH=CH₂

Bài làm chi tiết:

a) Phản ứng trùng hợp:

nCH₂=C(CH₃)_2  xt,to,p→  (-CH₂-C(CH₃)₂-)_n.

b) Phản ứng trùng hợp:

nCH₂=C(Cl)CH=CH_2 xt,to,p→  (-CH2-C(Cl)=CH-CH₂-)_n.

Thảo luận 6: Quan sát Ví dụ 8, cho biết monomer phản ứng với nhau ở nhóm chức nào của phân tử. Liên kết giữa các monomer trong polymer là liên kết gì?

Bài làm chi tiết:

- Monomer phản ứng với nhau ở nhóm chức -COOH và – NH₂ của phân tử.

- Liên kết giữa các monomer trong polymer là liên kết peptide.

Thảo luận 7: Nêu sự khác nhau giữa phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng.

Giải chi tiết:

- Giống nhau: đều tạo ra polymer có phân tử khối rất lớn so với monomer.

- Khác nhau:

+ Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành polymer. Phân tử monomer tham gia phản ứng phải có liên kết bội hoặc mạch vòng như caprolactam,...

+ Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều monomer tạo thành polymer kèm theo sự tách loại các phân tử nhỏ (thường là nước). Monomer tham gia phản ứng chứa ít nhất hai nhóm có khả năng phản ứng để tạo polymer.

BÀI TẬP

Bài 1: Loại polymer nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

Bài làm chi tiết:

Chọn D.

Bài 2: Kevlar là polyamine có độ bền kéo rất cao. Loại vật liệu này được dùng để sản xuất áo chống đạn và mũ bảo hiểm cho quân đội. Kevlar được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng hai chất sau:

Xác định công thức cấu tạo của Kevlar.

Bài làm chi tiết:

Công thức cấu tạo của Kevlar: