LUYỆN TẬP: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME
A. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
I. POLIME
1. Khái niệm Những hợp chất có khối lượng phân tử rất lớn (từ hàng ngàn tới hàng triệu đvC) do nhiều mắt xích liên kết với nhau được gọi là hợp chất cao phân tử hay polime.
Polime gồm 2 loại :
– Polime thiên nhiên : cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ, peptit, protein,...
– Polime tổng hợp : polibutađien, polietilen, PVC,....
2. Cấu trúc của polime
Có 3 dạng cấu trúc : mạch không nhánh (thí dụ : polietilen, PVC, xenlulozơ,...), mạch phân nhánh (thí dụ : nhựa rezol) và mạng không gian (thí dụ : cao su lưu hoá, amilopectin, nhựa rezit).
3. Tính chất
a) Tính chất vật lí
Các polime không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định, khó bị hoà tan trong các dung môi thông thường, có tính bền nhiệt và độ bền cơ học cao.
b) Tính chất hoá học
– Nhiều polime có tính bền vững với tác dụng của axit, bazơ và chất oxi hoá như teflon, polietilen,...
– Một số polime có phản ứng giữ nguyên mạch polime : xenlulozơ có phản ứng este hoá ; PVC, poli(metyl metacrylat) bị thủy phân ; phản ứng cộng vào liên kết đôi C=C,...
Thí dụ :
Poli(vinyl clorua) Poli(vinyl ancol)/ ancol polivinylic
– Một số polime có phản ứng phân cắt mạch polime (các polieste, poliamit, tinh bột hoặc xenlulozơ,… bị thuỷ phân trong môi trường axit hoặc bazơ hoặc xúc tác enzim) :
+ Tinh bột và xenlulozơ bị thuỷ phân (xúc tác axit hoặc enzim) tạo thành glucozơ
(C6H10O5)n + nH2O \[\xrightarrow{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}\] nC6H12O6
+ Protein bị thủy phân đến cùng thành các ỏ–amino axit
– Polipeptit và protein có phản ứng màu với Cu(OH)2, với axit HNO3 ; Tinh bột có phản ứng màu với iot ;...
4. Phương pháp tổng hợp polime
a) Phản ứng trùng hợp
– Quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) được gọi là phản ứng trùng hợp.
– Các chất tham gia phản ứng trùng hợp là những chất trong phân tử có liên kết bội (đôi hoặc ba) hoặc vòng kém bền.
b) Phản ứng trùng ngưng
– Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monome) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác gọi là phản ứng trùng ngưng.
– Các chất tham gia phản ứng trùng ngưng là những chất trong phân tử phải có từ hai nhóm chức có khả năng phản ứng trở lên.
5. Một số polime quan trọng
II. VẬT LIỆU POLIME
Thành phần chính của vật liệu polime là các polime. Ngoài ra còn có chất độn, chất tạo màu, chất chống oxi hóa,…
Dưới đây là một số vật liệu polime tiêu biểu :
1. Cao su
Là vật liệu polime có tính đàn hồi. Có cao su thiên nhiên (lấy từ nhựa cây cao su) và cao su tổng hợp (sản xuất từ polime của ankađien). Ngoài polime là thành phần chính, trong cao su còn có chất độn, chất chống oxi hoá, chất tăng độ chịu mài mòn,... Phổ biến là cao su tự nhiên, cao su buna, cao su buna–S, cao su buna–N, cao su butyl, cao su clopren, ...
2. Chất dẻo
Chất dẻo là những vật liệu polime có tính dẻo.
Một số polime dùng làm chất dẻo :
3. Tơ
Tơ là những polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định.
Tơ được phân thành hai loại :
– Tơ thiên nhiên (sẵn có trong thiên nhiên) như bông, len, tơ tằm.
– Tơ hoá học (chế tạo bằng phương pháp hoá học).
Tơ hoá học lại được chia thành hai nhóm :
Tơ tổng hợp (chế tạo từ các polime tổng hợp) như các tơ poliamit (nilon, capron), tơ polivinyl thế (vinilon,...).
Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên nhưng được chế biến thêm bằng phương pháp hoá học) như tơ visco, tơ xenlulozơ axetat,...
Một số loại tơ tổng hợp thông dụng :
4. Vật liệu compozit
Là vật liệu hỗn hợp gồm ít nhất hai thành phần phân tán vào nhau mà không tan vào nhau.
B. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Bài 1 (trang 76 SGK Hoá học 12):
Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Polime là hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau tạo nên.
B. Những phân tử nhỏ có liên kết đôi hoặc vòng kém bền được gọi là monome.
C. Hệ số n mắt xích trong công thức polime gọi là hệ số trùng hợp.
D. Polime tổng hợp được tạo thành nhờ phản ứng trùng hợp hoặc trùng ngưng.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Bài 2 (trang 76 SGK Hoá học 12):
Nhóm vật liệu nào được chế tạo từ polime thiên nhiên?
A. Tơ visco, tơ tằm, cao su buna, keo dán gỗ.
B. Tơ visco, tơ tằm, phim ảnh.
C. Cao su isoprene, tơ visco, nilon-6, keo dán gỗ.
D. Nhựa bakelit, tơ tằm, tơ axetat.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B.
Bài 3 (trang 77 SGK Hoá học 12):
Cho biết các monomer được dùng để điều chế các polime sau:
Hướng dẫn giải:
a) CH2=CH-Cl
b) CF2=CF2
c) CH2 = CH – CH3
d) NH2-[CH2]6-COOH
e) 
và 
g) H2N-[CH2]6-NH2 và HCOO-[CH2]4-COOH
Bài 4 (trang 77 SGK Hoá học 12):
Trình bày cách phân biệt các mẫu vật liệu sau:
a. PVC (làm vải giả da) và da thật.
b. Tơ tằm và tơ axetat.
Hướng dẫn giải:
a. Đốt 2 mẫu thử, mẫu thử có mùi khét như tóc cháy, là da thật, còn lại là PVC
b. Đốt 2 mẫu thử, mẫu thử khi cháy có mùi khét như tóc cháy là tơ tằm, còn lại là tơ axetat
Bài 5 (trang 77 SGK Hoá học 12):
a. Viết các phương trình hóa học của các phản ứng điều chế các chất theo sơ đồ sau:.
- Stiren → polistiren.
- Axit ω-aminoentantic (H2N-[CH2]6COOH →t polienantamit (nilon-7).
b. Để điều chế 1 tấn mỗi loại polime trên cần bao nhiêu tấn polime mỗi loại, biết rằng hiệu suất của hai phản ứng trên là 90%.
Hướng dẫn giải:
- Stiren → polistiren.
Từ Axit ω-aminoentantic (H2N-[CH2]6COOH → polienantamit (nilon-7))
nH2N-[CH2]6COOH \[\xrightarrow{{{t}^{o}},xt}\] (-HN-[CH2]6-CO-)n + H2O
Khối lượng stiren cần dùng là m = 1 tấn
Vì H = 90% nên m = \[\frac{1100}{90}\] = 1,1(tấn )
Khối lượng của axit ω-aminoentantic cần dùng là m = \[\frac{1145n}{127n}\] = 1,14 (tấn)
vì H = 90% nên m = \[\frac{1,14.100}{90}\] = 1,27(tấn )
Hy vọng bài tập Hoá 12 Polime và vật liệu polime của ICAN soạn thảo giúp bạn học Hoá 12 tốt hơn. Chúc các bạn học tập vui.