Lý thuyết Đại cương về polime (mới 2024 + Bài Tập) - Hóa học 12

Lý thuyết Hoá 12 Bài 13: Đại cương về polime

Bài giảng Hoá 12 Bài 13: Đại cương về polime

I. Khái niệm, phân loại

1. Khái niệm

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

- Ví dụ: Polietilen: (–CH₂ – CH₂–)_n, nilon – 6: -(NH[CH₂]₅-CO)_n-

Hệ số n được gọi là hệ số polime hóa hay độ polime hóa, n càng lớn phân tử khối của polime càng cao.

- Các phân tử phản ứng với nhau tạo nên polime được gọi là monome.

- Tên của polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli lên trước tên monome. Nếu tên của monome gồm 2 cụm từ trở lên thì tên đó được đặt trong dấu ngoặc đơn.

Ví dụ: -(CH₂ – CHCl)_n-: poli(vinyl clorua)

- Một số polime có tên thông thường, ví dụ: xenlulozơ (C₆H₁₀O₅)_n…

2. Phân loại

- Dựa vào nguồn gốc, polime được phân loại thành:

+ Polime thiên nhiên (polime có sẵn trong thiên nhiên) như cao su, xenlulozơ...

+ Polime tổng hợp như polietilen, nhựa phenol-fomanđehit …

+ Polime nhân tạo hay bán tổng hợp (polime thiên nhiên được chế biến một phần) như xenlulozơ trinitrat, tơ visco ...

- Các polime tổng hợp lại được phân loại theo cách tổng hợp như:

+ Polime trùng hợp được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp, ví dụ:

(–CH₂–CH₂–)_n và (–CH₂–CHCl–)_n ...

+ Polime trùng ngưng được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng, ví dụ:

(–HN–[CH₂]₆–NH–CO–[CH₂]₄–CO–)_n

Một số nguồn chứa polime thiên nhiên

II. Đặc điểm cấu trúc

Các mắt xích của polime có thể nối với nhau thành mạch không nhánh như amilozơ ...., mạch phân nhánh như amilopectin, glicogen, ... và mạch dạng không gian như cao su lưu hóa, nhựa bakelit ...

Các kiểu mạch polime

III. Tính chất vật lý

- Hầu hết polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Khi nóng chảy đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại (chất nhiệt dẻo). Một số polime không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy (chất nhiệt rắn).

- Đa số các polime không tan trong các dung môi thông thường, một số tan được trong dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt.

- Nhiều polime có tính dẻo, một số có tính đàn hồi, một số có thể kéo ra thành sợi, dai, bền. Có polime trong suốt mà không giòn.

- Nhiều polime có tính cách nhiệt, cách điện hoặc bán dẫn.

IV. Tính chất hóa học

Polime có những phản ứng phân cắt mạch, giữ nguyên mạch và tăng mạch cacbon.

1. Phản ứng phân cắt mạch polime

- Polime có nhóm chức trong mạch dễ bị thủy phân, ví dụ như tinh bột, xenlulozơ bị thủy phân thành glucozơ ...

- Polime trùng hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp tạo thành các đoạn ngắn, cuối cùng thành monome ban đầu. Phản ứng nhiệt phân polime thành các monome được gọi là phản ứng giải trùng hợp hay phản ứng đepolime hóa.

Ví dụ:

-(NH[CH₂]₅CO)_n- + nH₂O $\stackrel{t^o,xt,p}{\to }$ nH₂N [CH₂]₅ COOH

- Một số polime bị oxi hóa cắt mạch.

2. Phản ứng giữ nguyên mạch polime

- Những polime có liên kết đôi trong mạch hoặc nhóm chức ngoại mạch có thể tham gia các phản ứng hóa học đặc trưng của liên kết đôi và của nhóm chức đó.

Ví dụ:

3. Phản ứng tăng mạch polime

- Khi có điều kiện thích hợp (nhiệt độ, chất xúc tác …), các mạch polime có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc thành mạng lưới, chẳng hạn các phản ứng lưu hóa chuyển cao su thành cao su lưu hóa, chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit…

- Trong công nghệ, phản ứng nối các mạch polime với nhau tạo thành mạch không gian được gọi là phản ứng khâu mạch polime.

V. Phương pháp điều chế

Polime thường được điều chế theo hai loại phản ứng là trùng hợp và trùng ngưng.

1. Phản ứng trùng hợp

- Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hay tương tự nhau thành phân tử lớn (polime).

- Điều kiện cần về cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có chứa liên kết bội hoặc là vòng kém bền có thể mở ra.

- Ví dụ:

nCH₂ = CH₂ -(CH₂ – CH₂)_n-

2. 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 ra những phân tử nhỏ khác (ví dụ H₂O).

Nói cách khác, đó là quá trình ngưng tụ nhiều phân tử nhỏ thành phân tử lớn.

- Điều kiện cần về cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng ngưng là trong phân tử phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Ví dụ:

nHOOC – C₆H₄ – COOH + nHOCH₂ – CH₂OH

-(CO – C₆H₄ – CO – OC₂H₄ – O)_n - + 2nH₂O

VI: Ứng dụng

Polime có nhiều ứng dụng như làm các vật liệu polime phục vụ cho đời sống và sản xuất: chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán…

Trắc nghiệm Hóa học 12 Bài 13: Đại cương về polime

Bài 1: Phân tử polime nào sau đây có chứa nitơ?

A. Polietilen.

B. Poli(vinyl clorua).

C. Poli(metyl metacrylat).

D. Poliacrilonitrin.

Hiển thị đáp án

Bài 2: Polime nào sau đây thuộc loại polime bán tổng hợp?

A. Tơ visco.

B. Poli(vinyl clorua).

C. Polietilen.

D. Xenlulozơ.

Hiển thị đáp án

Bài 3: Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Sau khi lưu hóa, tính đàn hồi của cao su giảm đi

B. Tơ nilon-6,6 thuộc loại từ thiên nhiên.

C. Tơ nitron được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng.

D. Polietilen là polime được dùng làm chất dẻo.

Hiển thị đáp án

Bài 4: Polime nào sau đây thuộc loại polime thiên nhiên?

A. Polietilen.

B. Poli(vinyl clorua)

C. Polibutađien.

D. Xenlulozơ.

Hiển thị đáp án

Bài 5: Polime nào sau đây thuộc loại polime tổng hợp?

A. Tinh bột.

B. Poli(vinyl clorua).

C. Xenlulozơ.

D. Tơ visco.

Hiển thị đáp án

Bài 6: Cho các este sau: etyl axetat, propyl axetat, metyl propionat, metyl metacrylat. Có bao nhiêu este tham gia phản ứng trùng hợp tạo thành polime?

A. 4.

B. 3.

C. 2.

D. 1

Hiển thị đáp án

Bài 7: Polime nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

A. Polipropilen.

B. Poli (hexametylen- ađipamit).

C. Poli (metyl metacrylat).

D. Polietilen.

Hiển thị đáp án

Bài 8: Quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thí dụ H₂O) được gọi là phản ứng

A. trùng hợp.

B. thủy phân.

C. xà phòng hoá.

D. trùng ngưng.

Hiển thị đáp án

Bài 9: Trùng hợp m tấn etilen thu được 1 tấn polietilen (PE) với hiệu suất phản ứng bằng 80%. Giá trị của m là

A. 1,80.

B. 2,00.

C. 0,80.

D. 1,25.

Hiển thị đáp án

Bài 10: Cho sơ đồ chuyển hoá CH₄ → C₂H₂ → C₂H₃Cl → PVC.

Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m³ khí thiên nhiên (ở đktc). Giá trị của V là (biết CH₄ chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%)

A. 358,4.

B. 448,0.

C. 286,7.

D. 224,0.

Hiển thị đáp án

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 14: Vật liệu polime

Lý thuyết Bài 15: Luyện tập polime và vật liệu polime

Lý thuyết Bài 17: Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại

Lý thuyết Bài 18: Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Lý thuyết Bài 19: Hợp kim