›
›
›

Bài giảng Hóa học lớp 12 - Bài 13: Đại cương về Polime - Lê Thị Thúy Ngân

ppt 52 trang thuongnguyen 9572
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học lớp 12 - Bài 13: Đại cương về Polime - Lê Thị Thúy Ngân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_hoa_hoc_lop_12_bai_13_dai_cuong_ve_polime_le_thi_t.ppt

Nội dung text: Bài giảng Hóa học lớp 12 - Bài 13: Đại cương về Polime - Lê Thị Thúy Ngân

  1. KIỂM TRA BÀI CŨ nCH2 = CH t0 , xt,p (CH2 - CH )n ViÕt phương tr×nh ph¶n øng trïng hîpCl vinylclorua vµ ph ươ ng Cl tr×nh ph¶n øng trïng ngưPoli(vinylclorua)ng axit -aminocaproic? 0 ⎯⎯t → nH2N [CH2]5 COOH ( NH[CH2]5CO )n +nH2O policaproamit
  2. CẤU TRÚC BÀI ĐẠIClick CƯƠNG to add VỀ Title POLIME KHÁI NIỆM CẤU TRÚC LÍ TÍNH HÓA TÍNH
  3. I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, DANH PHÁP t0, xt nCH2 = CH (-CH2 - CH -)n Poli(vinylclorua) Cl Cl 0 ⎯⎯t → nH2N [CH2]5COOH (NH [CH2]5CO )n +nH2O policaproamit Polime lµ g×?
  4. 1. KHÁI NIỆM Polime lµ nh÷ng hîp chÊt cã ph©n tö khèi rÊt lín do nhiÒu ®¬n vÞ nhá ( gäi lµ m¾t xÝch) liªn kÕt víi nhau -CH2 - CH - M¾t xÝch Cl M¾t xÝch NH [CH2]5 CO n : hÖ sè polime ho¸ hay ®é polime ho¸ CH2 = CHCl ; H2N – [CH2]5 – COOH: monome
  5. ? Phát biểu nào sau đây đúng ? A. Polime là những dẫn xuất hidrocacbon có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. B. Polime là những hidrocacbon có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. C.C. Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên. D. Polime lµ nh÷ng hîp chÊt do nhiÒu ph©n tö monome hîp thµnh.
  6. 2. DANH PHÁP xt, t0, p nCH2 CH CH2 CH Cl Cl n Vinyl clorua poli(vinyl clorua) (PVC) TªnHãy polime nêu quy = Poli tắc +gọi Tªn tên monome các polime? tư¬ng øng xt, t0, p nCH2 = CH2 (-CH2 -CH2 -)n etilen polietilen (PE) NÕu tªn cña monome cã 2 côm tõ th× ®Ó trong dÊu ngoÆc ( )
  7. Gọi tên các polime sau Tên monome ban đầu Tên polime HO - CH2 - CH2 - OH ( O-CH2 - CH2 – O )n Etylen glicol Poli(etylen glicol) CH2 = CH – CH = CH2 ( CH2 –CH = CH –CH2 )n Polibuta-1,3-đien Buta-1,3-đien (cao su Buna)
  8. Mét sè polime cã tªn riªng ( tªn th«ng thường) (-CF2 –CF2-)n : Teflon (-HN-[CH2]5-CO-)n : nilon -6 (C6H10O5)n : xenluloz¬
  9. 3. PHÂN LOẠI +Theo nguån gèc: -Polime thiªn nhiªn -Polime tæng hîp -Polime nh©n t¹o +Polime tæng hîp: -Polime trïng hîp (®ưîc tæng hîp b»ng ph¶n øng trïng hîp) -Polime trïng ngưng (®ưîc tæng hîp b»ng ph¶n øng trïng ngưng)
  10. Polime thiªn nhiªn (cã nguån gèc tõ thiªn nhiªn) Cao su kÐn t¬ C¸c lo¹i sîi thiªn nhiªn Cây bông
  11. Polime tæng hîp (do con người tæng hîp nªn) TÊm nhùa vµ èng nhùa PE èng nhùa PVC
  12. Polime nh©n t¹o (polime thiªn nhiªn ®ược chÕ ho¸ mét phÇn ) T¬ visco Lôa nh©n t¹o T¬ nh©n t¹o Sîi t¬ nh©n t¹o
  13. Polime trïng hîp Polime trïng ngưng Nhựa PE Nilon-6,6 18
  14. Cho các polime : polietilen, xenlulozơ, polipeptit, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6 ; polibutadien. Dãy gồm các polime tổng hợp là : A. polietilen, xenlulozơ, nilon-6, nilon-6,6 B.B. polietilen, polibutadien, nilon-6,nilon-6,6 C. polietilen, tinh bột, nilon-6, nilon-6,6 D. polietilen, nilon-6,6, xenlulozơ
  15. II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
  16. C¸c d¹ng cÊu tróc cña polime - Maïch khoâng phaân nhaùnh : amilozô - Maïch phaân nhaùnh : amilopectin, glicozen - Maïch maïng khoâng gian : cao su löu hoùa, nhùa bakelit
  17. ?: Polime nào trong các polime sau có cấu trúc mạch phân nhánh ? A. polietilen B.B. amilopectin C. xenlulozơ D. nilon-6
  18. Em h·y liªn hÖ thùc tÕ vµ t×m hiÓu SGK cho biÕt tÝnh chÊt vËt lÝ cña polime? 11/05/2021 24
  19. III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ * Trạng thái ở điều kiện thường: chÊt r¾n, kh«ng bay h¬i, * t0 nóng chảy: kh«ng cã nhiÖt ®é nãng ch¶y x¸c ®Þnh. * Độ tan: kh«ng tan trong dung m«i thường * Tính chất khác: cã tÝnh dÎo, tÝnh ®µn håi, cã thÓ kÐo sîi, mét sè cã tÝnh c¸ch ®iÖn, c¸ch nhiÖt. Ngoµi ra, mét sè cã tÝnh b¸n dÉn.
  20. ?:Tính chất nào sau đây không phải là tính chất của polime ? A. Không bay hơi B. Hầu hết là các chất rắn C. Đa số không tan trong các dung môi thông thường DD. . Mỗi loại polime có một nhiệt độ nóng chảy xác định
  21. IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Phaûn öùng phaân cắt maïch polime - Đặc điểm: làm giảm khối lượng phân tử polime - Tác nhân: như nước, axit , nhiệt, ánh sáng vv VD: - Tinh bét bÞ thuû ph©n thµnh glucoz¬ - Peptit bÞ thuû ph©n thµnh α-aminoaxit + ⎯⎯⎯⎯⎯→H hoÆc enzim (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6
  22. 2. Phaûn öùng giöõ nguyeân maïch polime Nhöõng polime coù lieân keát ñoâi trong maïch hoaëc nhoùm chöùc ngoaïi maïch coù theå tham gia caùc phaûn öùng ñaëc tröng cuûa lieân keát ñoâi vaø cuûa nhoùm chöùc ñoù. CVíH 2duïC H2 C CH2 + nHCl CH3 n Cl CH CH C Poli isopren 2 2 CH2 CH3 n poliisopren hidroclo hoùa Cao su clopren
  23. - Đặc điểm: Giữ nguyên mạch cacbon - VD: phản ứng thuỷ phân nhóm chức este ngoài mạch polime, phản ứng thế, phản cộng vào liên kết pi trong mạch cacbon. Vinyl axetat 29
  24. 3. Phaûn öùng taêng maïch polime OH OH 0 CH t CH2 CH2 + 2 + nH2O OH n CH2 CH2OH n CH 2 n OH -Đặc điểm: Tạo ra các cầu nối giữa các chuỗi polime, nhằm tạo thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới không gian
  25. V. ĐIỀU CHẾ 1. Điều chế polime bằng phương pháp trùng hợp to ,xt VD1: nCH22= CH ⎯⎯⎯→p (−−− CH2 CH 2 ) n Etilen Polietilen(PE) o VD2: nCH= CH ⎯⎯⎯→t ,xt 2 p (− CH2n − CH − ) | | Cl Vinylclorua poli(Vinyclorua) (PVC) Cl to ,xt VD3: n CH= CH2 ⎯⎯⎯→p | ( CH− CH2 )n CH65 | CH65 Stiren Polistiren
  26. VD4: to ,xt (CH− CH ) nCH32 COOCH= CH ⎯⎯⎯→p 2n OOC-CH3 Vinylaxetat Poli(Vinylaxetat) (PVA) VD5: o nCH= C − CH = CH ⎯⎯⎯→t ,xt 22p (CH2− C = CH − CH 2 ) n | | CH3 CH3 isopren Poli isopren VD6: Na,to (CH2−=− CH CH CH 2 ) n nCH22= CH − CH = CH ⎯⎯⎯→p Butadien Polibutadien (Cao su buna)
  27. VD7: to ,xt (CH− CH ) nCH= CH2 2 n | ⎯⎯⎯→p | CN CN Vinyl xianua Poli(vinyl xianua) (Tơ olon) (acrylonnitrin) VD8: CH -CH -N-H 2 2 t0, xt, p nCH2 - NH-(CH2)5-CO -n CH2-CH2-CO Caprolactam Tơ capron (Tơ nilon – 6)
  28. o nCH=−= CH CH CH ⎯⎯⎯→t ,xt VD9: 22+ n CH= CH2 p Butadien | CH65stiren (CH2 −= CH CH − CH2 − CH)− CH2 n | Poli(butadien – stiren) CH65 Cao su buna -S to ,xt nCH2= CH − CH = CH 2 + nCH = CH 2 | ⎯⎯⎯→p CN VD10: Butadien Vinylxianua (CH2− CH = CH − CH 2 − CH − CH 2 ) n | CN Cao su buna - N
  29. * Lưu ý : ✓ Trùng hợp từ 1 loại monome gọi là trùng hợp thường VD 1 → VD 8 ✓ Trùng hợp từ 2 loại monome khác nhau trở lên gọi là đồng trùng hợp. VD 9, VD 10
  30. 2. Điều chế polime bằng phương pháp TRÙNG NGƯNG a) Khái niệm : Trùng ngưng là quá trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác như H2O.
  31. 2. Điều chế polime bằng phương pháp TRÙNG NGƯNG b) Điều kiện xảy ra phản ứng trùng ngưng: monome trong trùng ngưng phải có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng trùng ngưng. CH22− CH Thí dụ: || HOOC-(CH2)4 – COOH OH OH Etylenglicol Axit ađipic H2 N−− (CH 2 ) 6 NH 2 Hexanmetylen điamin Axit terephtalic
  32. VD1: Điều chế tơ nilon – 6 (Tơ capron) thuộc poliamit nH N− (CH ) −COOH HN− (CH ) − CO + nH O 225 →  2 52n Axit ε-aminoaxit caproic Tơ nilon – 6(Tơ capron) VD2: Điều chế tơ nilon - 7 (tơ enang) thuộc poliamit nH N− (CH ) −COOH HN− (CH ) − CO + nH O 226  2 62n Axit ω- aminoenatoic Tơ nilon – 7(tơ enang) VD3: Điều chế tơ nilon - 6,6 thuộc poliamit nH22 N−− (CH )6 NH2 +nHOOC − (CH2 )4 −COOH Hexanmetylen điamin Axit ađipic [HN− (CH2 )64 −NH− CO − (CHHO 2) − CO]n + n 2 Tơ nilon - 6,6
  33. VD3: Điều chế tơ nilon - 6,6 thuộc poliamit nH22 N−− (CH )6 NH2 +nHOOC − (CH2 )4 −COOH Hexanmetylen điamin Axit ađipic [HN− (CH2 )64 −NH− CO − (CHHO 2) − CO]n + n 2 Tơ nilon - 6,6 VD4: Điều chế tơ lapsan thuộc poli este nCH22− CH || OH OH + + 2nH2O
  34. Bài toán 1 : Clo hóa PVC thu được poliClorin chứa x% Clo về khối lượng. Số mắt xích trung bình của PVC tác dụng với 1 phân tử Clo là ? a's Giải: (CH− CH22 )n + Cl ⎯⎯→ | Cl 0 t C H Cl + HCl Hoặc : (C2 H 3 Cl) n+ Cl 2 ⎯⎯→ 2n 3n−+ 1 n 1 PVC tơ clorin %Cl m %Cl 35,5(n+ 1) = Cl = = Giải tìm n 100 M 100 62,5n+ 34,5
  35. Ví dụ 1: Khi Clo hóa PVC thu được tơ clorin chứa 66,78% theo khối lượng. Số mắt xích trung bình của PVC tác dụng với 1 phân tử cho ra. A. 1 B. 2 C. 1,5 D. 3 0 t C H Cl + HCl Giải: (C2 H 3 Cl) n+ Cl 2 ⎯⎯→ 2n 3n−+ 1 n 1 PVC tơ clorin %Cl m 66,78 35,5(n+ 1) = Cl = = n = 2 100 M 100 62,5n+ 34,5
  36. Bài toán 2: Trùng hợp monome có liên kết đôi thu được polime với H<100. Cho sản phẩm tác dụng với Brom dư. Tính H tạo polime? Giải : pư t0, p, xt C - C C = C n Br C = C Dư ⎯⎯→2 1 1 nmonome dư → nmonome phản ứng H?
  37. VD2: Sau khi trùng hợp 1,5 mol etilen thì thu được sản phẩm phản ứng vừa đủ 16(g) Brom. Tính H và mPolime thu được? o Giải : t ,xt,p (CH2 − CH2 )n nCH22= CH ⎯⎯⎯→ CH= CH Br2 Bđ: 1,5 mol 2 2d­ ⎯⎯→0,1 0,1 Dư: 0,1 mol Pư: 1,4 mol 1,4 H= .100% = 93,33% 1,5 ==1,4.28 39,2(g) mpolime
  38. Bài toán 3 : Lưu hóa cao su thiên nhiên bằng lưu huỳnh thu được cao su lưu hóa (X). Trung bình cứ 1 cầu nối đi sunfua(S-S) có bao nhiêu mắt xích isopren. Biết khi đốt cháy hoàn toàn cao su lưu hóa (X) thu được sản phẩm CO2, H2O, SO2 ? + S Giải : (CH2− C = CH − CH 2 ) n 2 | Cao su lưu hóa CH3 %S 64 C H+ 1S CHS = Hoặc 5n 8n 2 5n 8n 2 100 68n+ 64 t0 5nCO++ 4nH O 2SO CHSO5n 8n 2+ 2 ⎯⎯→ 2 2 2
  39. VD3: Lấy 42,72g isopren lưu hóa được cao su lưu hóa X. Đem đốt cháy hoàn toàn X bằng O2 (vừa đủ). Sau phản ứng ngưng tụ hơi nước thì còn lại 3,06 mol hỗn hợp khí. Trung bình bao nhiêu mắt xích isopren thì có một cầu nối đisunfua (S-S)? GiảiA. 17 : B. 18 t 0 C. 19 D. 20 CHSO5n 8n 2+ 2 ⎯⎯→ 5nCO2++ 2SO 2 4nH 2 O 42,72g 3,06 mol 68n+ 64 5n+ 2 = = n = 20 42,72 3,06
  40. Bài toán 4: Đồng trùng hợp polibutađien(n mắt xích) và poli(vinyl xianua) (m mắt xích) thu được caosubuna - N chứa a% nito về khối lượng. Tìm tỉ lệ n:m Pp giải : CH2 = CH-CH= CH2 : Butađien  C4H6 CH= CH2 | Vinylxianua  C3H3N CN CHN CH4n 6n + CHN3m 3m m → 4n++ 3m 6n 3m m %N 14m = 100 54n+ 53n
  41. VD4: Khi tiến hành đồng trùng hợp butan -1, 3 – dien và acrylonnitrin thu được 1 loại Polime chứa 6,511%N về khối lượng. Xác định tỉ lệ số mắt xích butadien và acrylonnitrin? Giải:A. 1 : 2 B. 2 : 1 C. 1 : 3 D. 3 : 1. CHN CH4n 6n + CHN3m 3m m → 4n++ 3m 6n 3m m 6,511 14m %N 14m = = 100 54n+ 53n 100 54n+ 53n n3 = 54n + 53n = 215m m1
  42. Bài toán 5: Đồng= ? trùng hợp butadien và stiren thu được cao su buna –S(X). Cho X tác dụng với dung dịch Br2 (CCl4) thì thấy có a mol Br2 phản ứng. Tìm tỉ lệ số mắt xích butadien và stiren? Pp giải : CH2 = CH-CH= CH2 : Butađien  C4H6  C4nH6n CH= CH2 | Stiren  C8H8  C8mH8m CH65 Phương trình : ⎯⎯⎯→nBr2 C4nH6n + C8mH8m C4n + 8mH6n + 8m 54n+ 104m n n = a= Sè mol Br Giải tìm m mX 2
  43. VD5: Đồng trùng hợp butadien và stiren thu được 52,4 (g) cao su buna - S(X). Cho (X) tác dụng với dung dịch Brom (CCl4) thì thấy có 0,15 mol Br2 phản ứng. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tìm tỉ lệ số mắt xích Butadien : Stiren? GiảiA. 1 :: 2 B. 2 : 1 C. 1 : 3 D. 3 : 1. ⎯⎯⎯→nBr2 C4nH6n + C8mH8m C4n + 8mH6n + 8m 54n+ 104m n 52,4g 0,15 mol = 52,4 0,15  54n + 104m = 349,33n  104m = 295,33n n 104 1 ==  m 295,33 3
  44. CÇu nèi ®isunfua Ph©n tö polime S S S S S S + s S 02 S t S S S S Cao su chưa lưu ho¸ Cao su ®· lưu ho¸ 11/05/2021 50
  45. CÂU HỎI CỦNG CỐ C©u 1: Polime COOCH3 Cã tªn lµ CH2 – C A.Poli(metyl acrylat) CH3 n B. Poli(vinyl axetat) CC Poli(metyl metacrylat) D.Poliacrilonnitrin
  46. C©u 2:Poli(vinyl clorua) cã ph©n tö khèi lµ 35.000 HÖ sè polime hãa n cña polime nµy lµ: A.A. 560 B. 506 C. 460 D. 600 CH Công thức của Poli(vinylclorua) là: 2 CH Cl n Hay (C H Cl) , M = 62,5n 2 3 n 35.000 n== 560 62,5