Категории:
ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника
ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОЛІМЕРІВ
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Високомолекулярні речовини, молекули яких складаються з великої кількості структурних ланок, називають полімерами.
Полімери одержують реакціями полімеризації та поліконденсації.
Реакції полімеризації – це метод добування полімерів, який полягає в послідовному приєднанні молекул ненасичених сполук одна до одної. Наприклад:
... + СН2=СН2 + СН2=СН2 + СН2=СН2 + ... 
...– СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – ...
або nСН2 = СН2 (– СН2 – СН2 –)n
Реакціями поліконденсації називають метод одержання полімерів, який супроводжується виділенням побічних низькомолекулярних продуктів (наприклад, Н2О, HCl, NH3).
Обов’язковою умовою будови мономеру в реакції поліконденсації є наявність функціональної групи: -OH, -NH2, -COH, -COOH тощо.
Високомолекулярні сполуки використовують в трьох основних напрямках: одержання каучуків, волокон і пластмас.
Каучуки – полімери, які за звичайних умов перебувають у високо пластичному стані.
Пластмаси – це матеріали, основу яких складають високомолекулярні речовини, які можуть містити різноманітні добавки: наповнювачі, пластифікатори, барвники тощо.
По відношенню до нагрівання пластмаси поділяють на термопластичні і термореактивні. Термопластичні при нагріванні і тиску не змінюють свої фізико-хімічні властивості, а термореактивні за таких умов зазнають значних змін і при охолодженні втрачають здатність плавитися і розчинятися.
Волокна – це високомолекулярні речовини, які характеризуються впорядковано-орієнтованим розміщенням лінійних макромолекул уздовж осі волокна, що зумовлює їх високу механічну міцність.
За природою полімеру волокна поділяють на натуральні, штучні та синтетичні.
Для розпізнавання полімерів слід розглянути їх фізичні та хімічні властивості. Деякі з них подані у таблицях 3 та 4.
Таблиця 3. Деякі властивості пластмас
| назва | зовнішній вигляд | проба на горіння | проба на нагрівання |
| полівінілацетат | Прозорий, цупкий. | Горить з виділенням запаху оцтової кислоти. | Під час термічного розкладу відчувається запах оцтової кислоти. |
| поліетилен | Білий, з перламутровим відтінком, жовтуватий або забарвлений у різні кольори. Твердий, у тонких листах еластичний, у тонких плівках прозорий. Жирний на дотик | Горить слабким синюватим полум’ям, скапує під час горіння, поширює запах розплавленого парафіну. | Швидко розм’якшується та плавиться, поширюючи запах розплавленого парафіну. |
| полівінілхлорид | Білий або забарвлений у різні кольори. Пластикат – еластичний, не пластифікований – твердий продукт. | У полум’ї горить, утворюючи кіптяву. Поза полум’ям не горить. Під час горіння поширюється запах хлороводню, нижня частина полум’я зеленкувата. На внесеній у полум’я мідній дротині з’являється зелене забарвлення. | Розм’якшується вже за температури 60ºС. При сильному нагріванні розкладається з виділенням хлороводню. |
| полістирол | Безбарвний або яскравих кольорів. Твердий і крихкий. | Горить кіптявим полум’ям, поширюючи солодкуватий запах стиролу. | При нагріванні швидко розм’якшується, витягується у нитку. Розкладається з виділенням стиролу. |
| Полікапролактам (капрон) | Білий або забарвлений у різні відтінки жовтого (від жовтого до жовто-коричневого). Твердий, еластичний. | Під час нагрівання поширює неприємний запах. | При нагріванні плавиться з утворенням твердої блискучої кульки. Розкладається з виділенням амінів. Продукти сухої перегонки забарвлюють лакмус у синій колір |
| Фенол- формаль-дегідні смоли | Коричневі, чорні, бордові, під мармур – залежно від наповнювача. | Горить тільки в полум’ї спиртівки кіптявим полум’ям. | Під час нагрівання не розм’якшується, поширює різкий запах фенолу. |
| Поліметилмет-акрилат (плексиглас, органічне скло) | Безбарвний або яскравих кольорів. Прозорий, блискучий. | Горить синюватим полум’ям з характерним потріскуванням, поширюючи характерний різкий ефірний запах. | Під час нагрівання не розм’якшується, де полімеризується до мономера, який знебарвлює бромну воду та розчин калій перманганату. |
| Політетрафтор-етилен (фторопласт - 4, тефлон) | Білий з перламутровим відтінком, жирний на дотик. Зовнішнім виглядом нагадує поліетилен. | Не горить. | У результаті нагрівання в полум’ї стає прозорим. |
Таблиця 4. Деякі властивості волокон
| Назва волокна | Зовнішній вигляд | Проба на прогрівання | Проба на горіння | Вплив лугів та кислот | |||
| Розбавлений розчин лугу | Концентрований розчин лугу | Розбавлена сульфатна кислота | Концентрована сульфатна кислота | ||||
| бавовна | Волокна прямі, однакові за товщиною | Не плавиться | Горить яскравим полум’ям з утворенням ажурного попелу, поширюючи запах паленого паперу | Втрачає міцність під час кип’ятіння | Набухає, а іноді руйнується | Руйнується | Руйнується |
| вовна | Хвилясті волокна з незначним блиском | Внаслідок сильного нагрівання спікається | Горить погано, поширюючи запах паленого волосся або рогу | Розчиняється під час кип'ятіння | Руйнується | Помітних змін не відбувається | Руйнується |
| Шовк натуральний | Волокна однакові за товщиною, гладенькі, блискучі, шовковисті | Внаслідок сильного нагрівання спікається | Горить погано, поширюючи запах паленого волосся або рогу | Розчиняється під час кип’ятіння | Руйнується | Помітних змін не відбувається | Руйнується |
| Віскоза | Однакові за товщиною гладенькі волокна зі скло видним блиском або матові | Не плавиться | Горить яскравим полум’ям, поширюючи запах паленого паперу | При кімнатній температурі змін не відбувається | Сильно набухає і втрачає міцність | Руйнується | Руйнується |
| Ацетатне волокно | Однакові за товщиною гладенькі шовковисті волокна | Плавиться з утворен-ням блискучої світлої кульки | Горить з утворенням липкої кульки. Запах продуктів горіння кислий. | Повільно руйнується | Розчиняється | Руйнується | Руйнується |
| Капрон | Волокна однакові за товщиною, гладенькі, зі скловид-ним блиском, сухі, пружні | Плавиться з утворен-ням твердої блискучої темної кульки | Горить погано навіть у полум’ї спиртівки, під час горіння поширює неприємний запах | Не діє | Не діє | Не діє | Розчиняється протягом 5 – 10 хвилин |
| Нейлон | Волокна однакові за товщиною, гладенькі, зі скловид-ним блиском | Плавиться, скручуючись | Горить голубуватим полум’ям, поши-рюючи характерний запах прілих горіхів | Не діє | Не діє | Не діє | Розчиняється |
| Лавсан | Волокна однакові за товщиною, округлі, матові | Плавиться з утворен-ням твердої смоли | Горить спалахами кіптявим полум’ям, поширюючи різкий запах | Діє тільки при кип’ятінні | Розчиняється при кип’ятінні | Обвуглюється | Руйнується при кип'ятінні |
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ
1. Які способи синтезу полімерів вам відомі? Чим вони відрізняються між собою?
2. Полімеризацією тетрафтороетилену CF2 = CF2 добувають політетрафтороетилен (тефлон) – полімер, який має високу термічну стійкість, надзвичайно високу хімічну стійкість. Напишіть схему реакції полімеризації. Зазначте структурну ланку полімеру. Поясніть причини стійкості даного полімеру.
3. Які особливості поняття “відносна молекулярна маса” для полімерів та низькомолекулярних речовин.
4. Як впливає на властивості полімеру лінійна структура його макромолекул?
5. Як на досліді довести, що зразок пластмаси – полівінілхлорид?
6. Охарактеризуйте полімерні матеріали, добуті на основі феноло – формальдегідної смоли з використанням різних наповнювачів.
ЛІТЕРАТУРА
Сухан В.В., Табенська Т.В. та ін. Хімія: Посібник для вступників до вузів. Київ: Либідь, 1996 рік – стор.333-346, 374-376, 412-413, 422-428.
ВИКОНАННЯ РОБОТИ
ДОСЛІД 1.ВИЗНАЧЕННЯ ПЛАСТМАС.
1. Уважно розгляньте виданий вам зразок матеріалу. Зверніть увагу на його колір, твердість, еластичність, крихкість тощо.
2. За допомогою щипців внесіть шматок матеріалу у полум’я. Зверніть увагу на характер горіння.
3. Шматочок матеріалу спробуйте розплавити в пробірці. Якщо при цьому матеріал розкладається, визначте продукти розкладу (наприклад аміак, фенол – за запахом, етилен – за знебарвленням бромної води тощо).
ВИСНОВОК: За результатами досліджень зробіть висновок про те, яка це пластмаса, напишіть рівняння реакції її одержання та горіння.
ДОСЛІД 2. ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОКОН.
1. Уважно розгляньте виданий вам зразок матеріалу. Зверніть увагу на його колір, еластичність, здатність вбирати вологу (гігроскопічність) тощо.
2. За допомогою щипців внесіть шматок матеріалу у полум’я. Зверніть увагу на характер горіння і особливості твердого залишку.
3. Зразок волокна випробуйте на розчинність у кислотах та лугах.
ВИСНОВОК: За результатами досліджень визначте волокно, напишіть, до якої групи (натуральних, штучних чи синтетичних) воно належить, вкажіть рівняння реакцій одержання та горіння даного волокна.
В ході виконання роботи зручно користуватися інформацією з таблиць 3 і 4.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №10
ТЕМА: Порівняння властивостей мила і СМЗ. Видалення забруднень з поверхні тканини.
МЕТА: Розглянути принципові відмінності у складі, способі добування та особливостях дії мила та СМЗ. Дати уявлення про забруднення довкілля при виробництві та використанні мила і СМЗ. Удосконалювати техніку лабораторного експерименту.
ДОСЛІД 1.ДОБУВАННЯ МИЛА.
У фарфорову чашку налийте 4 – 5 мл олії (триолеїну) і додайте такий же об’єм розчину лугу (натрій гідроксиду). Суміш кип’ятіть протягом 10 – 15 хвилин, перемішуючи і додаючи воду в міру випаровування рідини. Після кип’ятіння додайте в чашку гарячого насиченого розчину натрій хлориду і дайте суміші відстоятися.
Спостерігайте на поверхні рідини шар мила, який твердне при охолодженні. Напишіть рівняння реакції омилення жирів.
ВИСНОВОК: У висновку зазначте, яким способом можна добути мило в побуті? Чим цей спосіб відрізняється від промислового?
ДОСЛІД 2. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГОСПОДАРСЬКОГО МИЛА (С17Н35СООNa).
а) Взаємодія з солями кальцію.
До 2 мл розчину мила додайте 1 мл розчину кальцій хлориду. Спостерігайте утворення на поверхні води нерозчинного осаду. Напишіть рівняння відповідної реакції.
б) Взаємодія з кислотами.
До 2 мл розчину господарського мила додайте 1 мл розчину хлоридної кислоти, струшуючи пробірку. Спостерігайте утворення білого осаду, який збирається на поверхні рідини. Напишіть рівняння реакції.
в) Гідроліз мила.
До розчину мила додайте кілька крапель фенолфталеїну. Спостерігайте появу забарвлення. Поясніть це явище і підтвердіть рівнянням реакції.
ВИСНОВОК: У висновку зазначте властивості мила, які дослідили при виконанні роботи.
ДОСЛІД 3. ПОРІВНЯННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПРАЛЬНОГО ПОРОШКУ І МИЛА
У 2 хімічні склянки помістіть по шматочку бавовняної тканини, забрудненої олією чи шоколадом. До першої пробірки додайте розчину мила, а до другої – синтетичного прального порошку. Протягом кількох хвилин перемішуйте суміші в обох склянках. Що спостерігаєте? Які висновки це дозволяє вам зробити?
Вдруге повторіть дослід, додавши до кожної склянки водопровідної води (жорстка вода). Поясніть спостереження.
ВИСНОВОК: У висновку порівняйте мийну дію мила та прального порошку та вплив на неї жорсткої води.
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28
lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...