Bài 13: Lý thuyết và giải bài tập về Polime

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Khái niệm

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị cơ sở (mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.
Ví dụ:

2. Đặc điểm cấu trúc

Mạch không phân nhánh: Amilozơ,...

Mạch phân nhánh: Amilopectin, Glicogen,...
Mạch không gian: Cao su lưu hóa, Nhựa Bakelit,...

3. Tính chất vật lí

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 bị phân hủy gọi là chất nhiệt rắn.

Đa số polime không tan trong các dung môi thông thường.
Nhiều polime có tính dẻo, tính đàn hồi, một số có thể kéo thành sợi, có polime trong suốt không giòn, nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt hoặc tính bán dẫn.

4. Tính chất hóa học

a. Phản ứng phân cắt mạch polime

Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân: Tinh bột, Xenlulozơ,...

Polime trùng hợp bị nhiệt phân thành các đoạn ngắn và cuối cùng thành monome ban đầu gọi là phản ứng giải trùng hợp (đepolime hóa)

b. 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.

c. 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.

5. Phản ứng điều chế

a. Phản ứng trùng hợp

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: 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, tơ capron, cao su buna-S, …

b. Phản ứng trùng ngưng

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 (H₂O, ...).

Điều kiện: 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.
Ví dụ: Phản ứng tạo nilon-6; nilon-6,6; poli(etylen terephtalat), …

II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1.(Trang 64 SGK)

Cho các polime: polietilen, xenlulozo, 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-6,6, xenlulozơ.

Bài làm:

Đáp án B

Polime tổng hợp là polime do con người tổng hợp.

=>Các polime tổng hợp là polietilen, polibutadien, nilon-6,nilon-6,6

Câu 2.(Trang 64 SGK)

Polime nào sau đây được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp ?

A. Poli(vinyl clorua);

B. Polisaccarit;

C. Protein;

D. Nilon-6,6.

Bài làm:

Đáp án A

Polime được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp là Poli(vinyl clorua)

Câu 3.(Trang 64 SGK)

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.

Bài làm:

Về mặt phản ứng

Phản ứng trùng hợp thì sản phẩm sau phản ứng chỉ gồm duy nhất 1 chất.
Phản ứng trùng ngưng trong sản phẩm còn có thêm những phân tử nhỏ khác (như nước)

Về monome

Phản ứng trùng hợp: monome phải có liên kết bội hoặc vòng kém bền như
Phản ứng trùng ngưng: monome phải có ít nhất hai nhóm chức trở lên có khả năng phản ứng.

Về phân tử khối:

Phản ứng trùng hợp: phân tử khối của polime rất lớn so với monome,
Phản ứng trùng ngưng: phân tử khối của polime không lớn hơn nhiều so với monome.

Câu 4.(Trang 64 SGK)

Gọi tên các phản ứng và viết phương trình hóa học của phản ứng polime hóa các monome sau:

a) CH₃-CH=CH_2.

b) CH₂=CCl-CH=CH_2.

c) CH₂=C(CH₃)-CH=CH_2.

d) CH₂OH-CH₂OH và m-C₆H₄(COOH)₂ (axit isophtalic).

e) NH₂-[CH₂]₁₀COOH.

Bài làm:

a)CH₃ – CH = CH₂ \[\overset{xt,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] (-CH₂-CH(CH₃)-)_n : polipropilen

b)CH₂ = CCl – CH = CH₂ \[\overset{xt,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] (-CH₂– CCl = CH – CH₂ -)_n : policoropren

c)CH₂ = C(CH₃) – CH = CH₂ \[\overset{xt,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] (-CH₂ – C(CH₃) = CH – CH₂-)_n: poliisopren

d)CH₂OH – CH₂OH + m-C₆H₄(COOH)₂ \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] (-CO - C₆H₄ – CO – O – CH₂ – CH₂ – O -)_n + 2nH₂O: poli(etylen tetraphatalat)

e)NH₂ – [CH₂]₁₀COOH \[\overset{xt,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] (-NH – [CH₂]₁₀ – CO -)_n + nH₂O

Câu 5.(Trang 64 SGK)

Từ các sản phẩm hóa dầu (C₆H₆ và CH₂= CH₂) có thể tổng hợp được polistiren, chất được dùng sản xuất nhựa trao đổi ion. Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra (có thể dùng thêm các hợp chất vô cơ cần thiết).

Bài làm:

Điều chế polistiren

C₆H₆ + C₂H₄ \[\overset{{{H}^{+}},{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] C₆H₅CH₂– CH₃

C₆H₅CH₂ – CH₃ \[\overset{ZnO,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] C₆H₅CH = CH₂ + H₂

nC₆H₅CH₂ = CH₂ \[\overset{xt,p,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] C₆H₅(-CH = CH₂-)_n

Câu 6.(Trang 64 SGK)

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 xenlulozo, biết rằng phân tử khối trung bình của chúng lần lượt là 420 000, 250 000 và 1 620 000.

Bài làm:

Ví dụ (–CH₂– CH(CH₃) –)_n thì n được gọi là hệ số polime hóa

Hệ số polime hóa của PE, PVC và xenlulozo là:

n_PE = \[\frac{420000}{28}\]= 15000