Giải chi tiết Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều bài 29 Polymer

MỞ ĐẦU 

Nêu đặc điểm chung của các phân tử polyethylene, tinh bột, cellulose và protein. Các hợp chất trên được gọi là polymer. Vậy polymer là gì? Polymer có tính chất như thế nào và có ứng dụng gì?

Bài làm chi tiết:

• Polymer là hợp chất hữu cơ có cấu trúc phân tử lớn, được hình thành từ sự kết hợp của nhiều đơn vị monomer. Chúng có tính chất đa dạng, linh hoạt từ mềm mại đến cứng và dẻo, cũng như có thể có các tính chất cơ học và hóa học đặc biệt. 
• Polymer được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực bao gồm công nghiệp nhựa và cao su, y tế, điện tử, năng lượng, và vật liệu xây dựng, nhờ vào khả năng chế tạo dễ dàng và tính linh hoạt trong sử dụng.

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

Câu 1: Nêu đặc điểm chung về khối lượng phân tử của polymer

Bài làm chi tiết: 

• Khối lượng phân tử của polymer là chúng thường có khối lượng phân tử lớn, với số lượng monomer lặp lại nhiều lần trong cấu trúc phân tử. 
• Khối lượng phân tử của polymer thường nằm trong khoảng từ hàng nghièn đến hàng triệu đơn vị khối, đặc biệt là các loại polymer tổng hợp.

Câu 2: Chỉ ra mắt xích trong phân tử và monomer tương ứng của các polymer sau:

Bài làm chi tiết:

a)

b)

Câu 3: Polymer thiên nhiên và polymer tổng hợp có đặc điểm gì giống và khác nhau?

Bài làm chi tiết:

• Polymer thiên nhiên xuất phát từ nguồn tài nguyên tự nhiên như cây cỏ, động vật hoặc vi khuẩn và thường có tính linh hoạt và phân huy tự nhiên.
• Trong khi đó, polymer tổng hợp là sản phẩm của quá trình tổng hợp hóa học từ các hợp chất hữu cơ, thường từ dầu mỏ hoặc khí đốt, và thường có tính đàn hồi và độ bên cao hơn.

II. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT

Câu 3: Nêu ví dụ về :

a) Polymer không tan trong nước

b) Polymer không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng tạo ra dung dịch keo

c) Polymer tan trong nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch keo

Bài làm chi tiết:

a) Polyethylene

b) Polyvinyl alcolhol

c) Polyvinylpyrrolidone

III. ĐIỀU CHẾ

Câu 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng trùng hợp polymer từ monomer: 

Bài làm chi tiết:

IV. MỘT SỐ VẬT LIỆU LÀM TỪ POLYMER

Câu 1: Dựa vào những đặc điểm nào mà chất dẻo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của sản xuất và đời sống?

Bài làm chi tiết:

• Linh hoạt và dẻo dai: chất dẻo có khả năng uốn cong, kéo dãn mà không gãy hoặc bị vỡ
  • Cách điện và chống ăn mòn: Nhiều loại chất dẻo có khả năng cách điện tốt và chống ăn mòn, phù hợp cho nhiều ứng dụng điện tử và môi trường ẩm ướt 
  • Dễ chế tạo và chi phí thấp: chất dẻo dễ sản xuất ở quy mô lớn, giảm chi phí sản xuất và làm cho sản phẩm trở nên phổ biến và dễ tiếp cận.
  • Trọng lượng nhẹ: so với kim loại, chất dẻo có trọng lượng nhẹ hơn, phù hợp cho sản phẩm nhẹ và di động.

Câu 2: Cần chú ý điều gì khi sử dụng các đồ dùng bằng chất dẻo? Giải thích. 

Bài làm chi tiết:

• Nhiệt độ: tránh tiếp xúc với nhiệt độ cao có thể làm chảy hoặc biến dạng chất dẻo
• Tác động cơ học: cẩn thận để tránh va đập mạnh có thể làm hỏng chất dẻo
• Ánh sáng UV: tránh ánh sáng mặt trời và tia UV để tránh làm giảm độ bền của chất déo
• An toàn thực phẩm: đảm bảo chất dẻo được sử dụng cho các sản phẩm liên quan đến thực phẩm an toàn và không gây hại cho sức khỏe.

Câu 3: Nêu đặc điểm cấu tạo của các polymer tạo ra các loại tơ 

Bài làm chi tiết:

• Dài và linh hoạt
• Đơn giản và lặp lại
• Liên kết chặt chẽ giữa các phân tử
• Tính đàn hồi và mềm mại
• Đa dạng về tính chất

Câu 4: Nêu sự giống và khác nhau giữa hai loại sợi bông và sợi tơ tằm. Giải thích tại sao không nên dùng xà phòng có tính kiềm để giặt quần áo bằng sợi tơ tằm

Bài làm chi tiết:

• Xà phòng có tính kiềm có thể làm hỏng cấu trúc tơ tằm mềm mại và làm mất đi độ bóng tự nhiên của nó. Sợi tưo tằm cần được giữ ẩm và được chăm sóc cẩn thận để duy trì tính chất mềm mại và bóng bẩy của nó.
• Sử dụng xà phòng có tính kiềm có thể làm mất đi các đặc tính này và làm suy yếu sợi tơ tằm
  • Tính đàn hồi: cao su có khả năng co dãn và phục hồi sau khi bị biến dạng, giúp lốp xe đảm bảo sự ổn định và độ bám đường tốt trên mọi điều kiện địa hình và tốc độ

Vận dụng: Một lượng lớn cao su được sử dụng để sản xuất các loại lốp xe. Ứng dụng trên dựa vào đặc điểm nào của cao su?

Bài làm chi tiết:

• Khả năng chịu ma sát: cao su tăng cường ma sát giữa lốp và bề mặt đường, cải thiện khả năng kiểm soát và phanh của xe
• Độ bền và độ bám tường: cao su chịu được mài mòn và hao mòn, giúp lốp xe có tuổi thọ cao và đảm bảo an toàn khi lái xe trên mọi điều kiện đường

Câu 5: Vật liệu composite có đặc điểm gì về thành phần? Vì sao vật liệu composite ngày càng được sử dụng rộng rãi?

Bài làm chi tiết:

• Vật liệu composite là loại vật liệu được tạo thành từ sự kết hợp của hai hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau như sợi thủy tinh, sợi carbon, nhựa epoxy, kim loại, và gốm. Đặc điểm của vật liệu composite bao gồm cấu trúc đa lớp và tính chất kết hợp từ các thành phần, tạo ra sản phẩm có các tính chất vật lý và cơ học đặc biệt.
• Vật liệu composite ngày càng được sử dụng rộng rãi nhờ vào tính chất đa dạng, trọng lượng nhẹ, độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt. Sự linh hoạt trong thiết kế và khả năng tùy chỉnh các tính chất của vật liệu composite làm cho nó phù hợp cho nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp như hàng không , ô tô, hàng hải, vật liệu xây dựng, và nhiều linh vực khác.

V. ỨNG DỤNG CỦA POLYETHENE

Câu 1: Nêu một số ứng dụng của polyethylene. Túi nylon có ảnh hưởng như thế nào khi phát thải vào môi trường?

Bài làm chi tiết:

• Polyethylene được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng bao gồm bao bì, ống dẫn, đồ chơi, và đồ dùng gia đình nhờ vào tính linh hoạt và độ bền.
• Tuy nhiên, túi nylon, khi bị vứt bỏ vào môi trường, có thể gây ô nhiễm và ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái và các loại động vật biển do khả năng phân hủy chậm và nguy cơ gây ra sự cố cho động vật. Do đó, việc giảm thiểu sử dụng túi nylon và xử lý chúng một cách thích hợp là rất quan trọng để bảo vệ môi trường