Giải SGK Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Đại cương về polymer

Hoạt động mở đầu (trang 54) Hóa 12 Cánh diều Bài 8:

a) Em hãy cho biết trong gia đình có những vật dụng nào được làm bằng vật liệu polymer.

b) Polyme là gì? Chúng có tính chất, ứng dụng gì và được điều chế như thế nào?

Trả lời:

a) Những vật dụng làm từ polymer trong nhà như: lốp xe, tiền mặt, ống nhựa, áo mưa, găng tay cách điện...

b) Polymer là Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (còn gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

+ Những tính chất sau đây có thể có ở polymer: tính đàn hồi, tính dẻo, tính cách điện và cách nhiệt...

+ Chúng được điều chế từ phản ứng trùng ngưng. 

I. Khái niệm và danh pháp

Câu hỏi 1 (trang 55) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các monomer tạo ra polymer trong Bảng 8.1.

Trả lời:

II. Tính chất vật lí

Luyện tập 1 (trang 56) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Hãy nêu tên của một số polymer:

a) Thuộc loại chất nhiệt dẻo và chất nhiệt rắn

b) Có tính dẻo

c) Có tính đàn hồi

d) Kéo được thành sợi

e) Cách điện

Lời giải:

a) Polymer thuộc loại chất nhiệt dẻo và chất nhiệt rắn: PE, PP, PVC, PPE

b) Có tính dẻo: PE, PVC

c) Có tính đàn hồi: polyisoprene

d) Kéo thành sợi: capron, nyloc – 6,6

e) Cách điện: PE, PPE, PVC

III. Tính chất hóa học

Câu hỏi 2 (trang 57) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Nhận xét sự biến đổi mạch polymer trong các ví dụ 4, 5 và 6.

Trả lời:

- Ví dụ 4: Mạch polymer vẫn giữ nguyên, nhóm CH₃COO- được thay bằng nhóm OH-.

- Ví dụ 5: Mạch polymer vẫn giữ nguyên, liên kết đôi bị phá vỡ.

- Ví dụ 6: Polymer bị phân hủy thành các polymer mạch ngắn, cuối cùng tạo ra monomer ban đầu.

Luyện tập 2 (trang 57) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Viết phương trình hóa học của các phản ứng:

a) Thủy phân poly(vinyl chloride) trong môi trường kiềm.

b) Phản ứng thủy phân capron trong môi trường kiềm.

Hãy cho biết phản ứng nào trong các phản ứng trên thuộc loại giữ nguyên mạch, phân cắt mạch và tăng mạch polymer.

Lời giải:

a) Thủy phân poly(vinyl chloride) trong môi trường kiềm: 

(- H₂C - CH(Cl) -)n + nNaOH → nNaCl + (- H₂C - CH(OH) -)n

b) Thủy phân capron trong môi trường kiềm:

(- NH[CH₂]₅CO -)n + nNaOH → nH₂O + nH₂N[CH₂]₅COONa

Phản ứng (a) thuộc loại giữ nguyên mạch polymer, phản ứng (b) thuộc loại phân cắt mạch polymer.

Luyện tập 3 (trang 58) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Vì sao polymer khâu mạch lại khó nóng chảy, khó hòa tan hơn polymer chưa khâu mạch?

Lời giải:

- Polymer khâu mạch có mạch polymer tăng lên dẫn đến khối lượng polymer tăng từ đó khó nóng chảy, khó hòa tan hơn polymer chưa khâu mạch.

IV. Điều chế

Câu hỏi 3 (trang 58) Hóa 12 Cánh diều Bài 8: Monomer tham gia phản ứng trùng hợp và trùng ngưng có đặc điểm gì về cấu tạo phân tử?

Trả lời:

Từ 100 kg benzene và 32 m³ ethylene (ở 25^oC, 1 bar), với hiệu suất mỗi quá trình (1), (2), (3) lần lượt là 60%, 55% và 60%, hãy tính khối lượng polymer A thu được.

Lời giải:

n_benzene = $\frac{100.1000}{78}=1282mol$

n_ethylene = $\frac{32.1000}{24,79}=1291mol$

Ta có: n_benzene < n_ethylene, giả sử H = 100% thì ethylene dư, số mol sản phẩm theo lí thuyết tính theo benzene.

Hiệu suất chung cả quá trình là: H% = 60% . 55% . 60% = 19,8%

n_A = 1282.19,8% = 253,84 mol

m_A = 253,84 . 104 = 26399 (g) ≈ 26,4 kg.