Учебное пособие Рекомендовано научно-методическим советом

Вид материала

Содержание

Выполнение задания
Высокомолекулярные соединения
Теоретические сведения
Классификация полимеров
2. По химическому составу основной цепи макромолекул
5. По отношению к механическим нагрузкам
6. По природе элементарных звеньев цепи
7. По характеру размещения элементарных звеньев
Х Х Х регулярные синдиотактические полимеры, когда заместители расположены по разные стороны полимерной цепи Х Х Х
Х Х ∙ нерегулярные (атактические) полимеры
Выполнение задания
Типовые контрольные упражнения
Подготовка к выполнению задания
Теоретические сведения
Строение макромолекул
Физические свойства полимеров
Химические превращения полимеров
Деструкция полимеров
Выполнение залания
Типовые контрольные упражнения
...
Полное содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

Хроматографические методы анализа основаны на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции в динамических условиях и позволяют разделять многокомпонентные смеси, т.к. способность к сорбции зависит от природы веществ. Разделение сложных смесей основано на различных физико-химических свойствах аналита и осуществляется пропусканием подвижной фазы через неподвижную.

Принципиальная схема газового хроматографа представлена на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Схема газового хроматографа

Подвижной фазой в газовой хроматографии является инертный газ, пробу подают в дозатор в виде паров. В хроматографической колонке компоненты пробы распределяются на сорбенте в зависимости от сорбционной способности и перемещаются вдоль колонки под действием газа-носителя. Детектор − устройство для непрерывной регистрации концентрации компонентов, выходящих из колонки. Для регистрации хроматограммы можно использовать измерение любого аналитического сигнала, идущего от подвижной фазы и связанного с природой и количеством компонентов смеси: теплопроводность, интенсивность светопоглощения, электропроводность.

К достоинствам хроматографического метода анализа относится быстрота и надёжность, возможность определения нескольких компонентов смеси или раствора. Хроматография используется для выяснения механизма реакций, для контроля содержания токсичных веществ в строительных материалах.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

В нижеследующих упражнениях отметьте правильные ответы.

Упражнение 6.6. Наиболее удобным источником перевода вещества в атомарное состояние, является ...
1) радиочастота 2) механическое воздействие 3) ультразвук 4) пламя

Упражнение 6.7. Ионы натрия окрашивают пламя в _______________ цвет.

1) красный 2) желтый 3) зеленый 4) фиолетовый

Упражнение 6.8. Величина, которая является качественной характеристикой вещества и зависит от его природы в методе спектрофотометрии, называется...

1) длиной волны 2) амплитудой сигнала

3) интенсивностью поглощения 4) световым потоком

Упражнение 6.9. По закону Бугера-Ламберта-Бера в методе спектрофотометрии ____________ зависит от концентрации анализируемого вещества

1)интенсивность излучения 2)длина волны

3)интенсивность окраски 4)оптическая плотность

Упражнение 6.10. Интенсивность излучения при прохождении через образец в методе атомно-адсорбционной спектроскопии ...
1) не изменяется 2) увеличивается 3) уменьшается 4) изменяется неоднозначно

Упражнение 611. Для определения концентрации вещества в фотометрическом методе строят градуировочный график зависимости в координатах:

1) цветность - масса раствора

2) оптическая плотность - концентрация раствора

3) оптическая плотность - толщина кюветы

4) длина волны - содержание вещества в растворе

Упражнение 6.12. Электрохимические методы анализа основаны на _______ способности веществ

1) окислительно-восстановительной 2) ионообменной

3) окислительной 4) восстановительной

Упражнение 6.13. Метод анализа, основанный на зависимости потенциала электрода от концентрации ионов, называется …
1) потенциометрия 2) кондуктометрия 3) кулонометрия 4) полярография

Упражнение 6.14. Для определения рН растворов потенциометрическим методом в качестве индикаторного наиболее часто используется ______ электрод.
1) металлический 2) газовый 3) стеклянный 4) хлоридсеребряный

Упражнение 6.15. Метод анализа, основанный на зависимости электропроводности раствора от концентрации электролита, называется ...

1) рефрактометрией 2) кулонометрией

3) полярографией 4) кондуктометрией

Упражнение 6.16. На каком процессе основан кулонометрический анализ:

1) электролитическая диссоциация 2) электролиз

3) гидролиз 4) гальванический элемент

Упражнение 6.17. Метод кулонометрии основан на использовании закона ...

1) Фарадея 2) Клайперона-Клаузиуса 3) Ламберта-Бугера-Бера 4) Эйнштейна

Упражнение 6.18. Метод анализа, основанный на зависимости массы преобразованного вещества от количества электричества, называется …
1) потенциометрия 2) кулонометрия 3) полярография 4) кондуктометрия

Упражнение 6.19. Хроматографические методы анализа основаны на различной _____________ способности определяемых веществ.
1) сорбционной 2) фотохимической

3)электрохимической 4)окислительно-восстановительной

Упражнение 6.20. Хроматография - это процесс

1) осаждения 2) разделения 3) растворения 4) сорбции

Для заметок

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 7. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Изучить и усвоить лекцию «Методы получения и общие сведения о полимерах» [Часть 2, раздел 7.1].

Цель выполнения задания

· Усвоить классификацию высокомолекулярных веществ.

· Ознакомиться с методами получения полимеров.

Теоретические сведения

Высокомолекулярные соединения (ВМС) − это химические вещества с большой молекулярной массой, макромолекулы которых состоят из огромного числа атомов, соединённых между собой ковалентными связями. Макромолекулы большинства ВМС построены из одинаковых, много раз повторяющихся групп атомов, называемых элементарными звеньями − это полимеры. В случае разных элементарных звеньев ВМС называют сополимерами.

Число элементарных звеньев в макромолекуле «n» является одной из важнейших характеристик полимера и называется степенью полимеризации. В общем виде реакцию образования полимера можно представить следующей схемой (рис. 7.1):

Рис. 7.1. Схема реакции образования полимера

Между степенью полимеризации «n» и молекулярной массой полимера «M_n» имеется следующая связь:

(7.1)

где M_r − относительная молекулярная масса элементарного звена.

Свойства полимеров неразрывно связаны не только с их составом и структурой, но и с молекулярной массой. Обычно к полимерам относят вещества, имеющие молекулярную массу свыше 5000. Полимеры с меньшей молекулярной массой называют олигомерами [гр. oligos − малый]. Если для обычных соединений молекулярная масса есть величина постоянная, то для полимеров молекулярная масса величина среднестатистическая. Это связано с тем, что полимерное вещество состоит из молекул с разной степенью полимеризации, т.е. представляет смесь полимергомологов. Поэтому для характеристики полимера пользуются средней молекулярной массой M_n.

Таким образом, полимеры − это высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из огромного числа структурных звеньев, взаимодействующих друг с другом посредством ковалентных связей.

Классификация полимеров

1. По происхождению полимеры делятся на группы:

∙ неорганические полимеры: алмаз, красный фосфор, сера пластическая, асбест, кремневая кислота и др.

∙ природные (биополимеры): натуральный каучук, крахмал, целлюлоза, шелк, шерсть, белки, нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК) и др.;

∙ искусственные, химически модифицированные природные полимеры: вискоза, ацетатный шелк и др.;

∙ синтетические: полиэтилен, синтетический каучук, резина, и др.;

2. По химическому составу основной цепи макромолекул делятся на три группы:

∙ карбоцепные полимеры, макромолекулярные цепи которых состоят только из атомов углерода;

∙ гетероцепные полимеры, в состав цепей которых входят, кроме атомов углерода, еще и атомы кислорода, серы, азота;

∙ элементорганические полимеры, в основные цепи которых могут входить атомы кремния, алюминия и других элементов.

3. По строению полимерной цепи – макромолекулы могут иметь линейное, разветвленное и сетчатое строение (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Линейное (а), разветвленное (б) и сетчатое (в) строение полимеров

4. По отношению к температуре:

∙ термопластичные, которые обратимо меняют свои свойства под влиянием температуры;

∙ термореактивные, которые необратимо меняют свои свойства под влиянием температуры.

5. По отношению к механическим нагрузкам:

∙ эластомеры, которые при небольших нагрузках деформируются на сотни процентов, часто обратимо;

∙ пластомеры, которые при больших нагрузках деформируются незначительно.

6. По природе элементарных звеньев цепи:

∙ гомополимеры, состоящие из одинаковых элементарных звеньев;

∙ сополимеры, состоящие из разных элементарных звеньев (обычные, привитые и блок-сополимеры).

7. По характеру размещения элементарных звеньев в макромолекулярной цепи:

∙ регулярные полимеры с правильно повторяющимся пространственным расположением звеньев цепи и атомов, из них выделяют:

регулярные изотактические полимеры, когда заместители расположены по одну сторону полимерной цепи … - А – А – А – А – А – …

  

Х Х Х

регулярные синдиотактические полимеры, когда заместители расположены по разные стороны полимерной цепи Х Х Х

  

… - А – А – А – А – А – …

 

Х Х

∙ нерегулярные (атактические) полимеры, с произвольным пространственным расположением звеньев цепи и атомов. Х Х

 

… - А – А – А – А – А – …



Х

8. По методу получения:

∙ полимеризационные, полученные реакцией полимеризации

∙ поликонденсационные, полученные реакцией поликонденсации.

Полимеризационные полимеры получают в результате реакции полимеризации мономеров за счет раскрытия кратных связей ненасыщенных углеводородов, например:

n CH₂ = CH₂ → (– СН₂ – СН₂ –)_n

полиэтилен

n CH₂ = CH – СН = СН₂ → (– СН₂ – СН = СН – СН₂ –)_n.

синтетический каучук (полибутадиен)

Основную часть промышленно важных полимеров получают реакцией полимеризации.

Поликонденсационные полимеры получают в процессе реакции поликонденсации низкомолекулярных веществ за счет взаимодействия функциональных групп. При этой реакции, наряду с основным продуктом – полимером, образуются побочные продукты – низкомолекулярные вещества (вода, аммиак, спирт и др.), поэтому химический состав полимера отличается от химического состава мономера.

Аминокапроновая кислота NH₂ – (CH₂)₅ – СООН имеет две функциональные группы:

«NH₂– » и «– СООН», при поликонденсации получается поли--капроамид (капрон)

NH₂ – (CH₂)₅ – СООН + NH₂ – (CH₂)₅ – СООН  n H₂O +

…NН[– (CH₂)₅ – СО – NH –]_n(CH₂)₅ – СО…

Реакции полимеризации и поликонденсации являются цепными и протекают в три стадии: инициирование (зарождение цепи), рост цепи, обрыв цепи. Активным центром при радикальной реакции является свободный радикал. При ионной полимеризации – это ионы: катионы и анионы.

В таблицу 7.1 сведены наиболее распространенные полимеры.

Таблица 7.1

Примеры полимеров и их использования

Название полимера	Реакция получения полимера	Области применения
1	2	3
Полиэтилен	полимеризация n CH₂ = CH₂ → (– СН₂ – СН₂ –)_n этилен	Пластиковые пакеты, игрушки, изоляционные покрытия для проводов и кабелей
Политетрафторэтилен	полимеризация n CF₂ = CF₂ → (– СF₂ – СF₂ –)_n тетрофтор- этилен	Фторопласт – техническое название. Кухонная посуда (тефлон), изоляционные материалы
1	2	3
Полипропилен	полимеризация n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n пропилен   СН₃ СН₃	Ковровые изделия, синтетические покрытия для спортивных площадок, различные емкости
Поливинилхлорид	полимеризация n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n винил-   хлорид Сl Сl	Пластиковые упаковки, трубы (детали систем канализаций), шланги для полива, пластинки
Полистирол	полимеризация n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n винил-   бензол С₆Н₅ С₆Н₅	Изоляционные материалы, мебель, упаковочные материалы
Поливинил-ацетат	полимеризация n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n   О–СО–СН₃ О–СО–СН₃ метиловый эфир метакриловой кислоты	Клеи, краски, текстильные покрытия, гибкие диски.
Полиметилметакрилат	полимеризация СН₃ СН₃   n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n   СООСН₃ СООСН₃ метилметакрилат	Заменители стекла (органическое стекло) – плексиглас, канцтовары, краски.
Полиакрилонитрил	полимеризация n CH₂ = CH → (– СН₂ – СН –)_n акрило-   нитрил СN СN	Пряжа, ткани, парики (например, орлон, акрилон)
Полибутадиен	полимеризация n CH₂ = CH – СН = СН₂ → бутадиен – 1,3 → (– CH₂ – CH = СН – СН₂ –)_n	Искусственный каучук служит основой для производства разнообразных резиновых изделий
Фенолформальдегидная смола	поликонденсация фенол формальдегид + Н₂О	Широко используются для производства клеев, спиртовых лаков, эмалей, красок и политур, твердых древесноволокнистых и древесностружечных плит.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

В упражнениях отметьте правильные ответы. Если перед номерами ответов стоят значки «□», то правильный ответ не один.

Упражнение 7.1. Число мономерных звеньев, образующих макромолекулу полимера, называется степенью …

1) полимеризации 2) упорядоченности 3) стереорегулярности 4) кристалличности

Упражнение 7.2. Молекулярная масса полимера имеет ___________ значение

1) строго определенное 2) среднестатистическое

3) размытое в интервале нескольких тысяч 3) разное

Пример 7.1. Степень полимеризации образца полиэтилена со средней относительной молекулярной массой 28000 равна …

1) 10²2) 10³ 3) 10⁴4) 10⁵

Решение. Относительная молекулярная масса элементарного звена полиэтилена − этилена M_r(С₂Н₄) = 28. В соответствии с формулой 7.1:

n = 28000 : 28 = 1000 = 10³.

Правильный ответ 2.

Упражнение 7.3. Полимерное строение имеет …
1) сера пластическая 2) фосфор белый 3) сера кристаллическая 4) озон

Упражнение 7.4. К природным полимерам относятся

1) гормоны 2) витамины 3) моносахариды 4) нуклеиновые кислоты

Пример 7.2. К карбоцепным полимерам не относится полимер, элементарное звено которого имеет вид …

1) −NH−C −(СН₂)₅ − 2) −СН− СН₂ − 3) −СН₂− СН₂ − 4) –СН₂–СН=СН–СН₂–

│ │

О С₆Н₅

Решение. В карбоцепных полимерах макромолекулярные цепи состоят только из атомов углерода, что соответствует ответам 2, 3, 4. В полимере, элементарное звено которого имеет вид: −NH−C(О) −(СН₂)₅ −, в состав полимерной цепи входит также азот, поэтому данный полимер не относится к карбоцепным.

Правильный ответ 1.

Упражнение 7.5. Высокомолекулярное соединение, изделие из которого при нагревании размягчается, меняет форму, сохраняющуюся после охлаждения, называется …
1) атактическим 2) термопластичным полимером
3) блок-сополимером 4) термореактивным полимером

Пример 7.3. Строение изотактического полистирола имеет вид…

1) 2)

3) 4)

Решение. Основная цепь полистирола − СН₂ − СН− СН₂− СН− СН₂− СН−,

│

заместители С₆Н₅ в изотактических полимерах расположены по одну сторону полимерной цепи.

Правильный ответ 4.

Пример 7.4. К реакции полимеризации способны соединения …

□ 1) СН₃−СН₂−СН₃ □ 2) СН₂=СН₂−СН₃ □ 3) СН₃−СН−Сl₂ □ 1) СН₂=СН−СН=СН₂

Решение. В реакцию полимеризации способны вступать мономеры, содержащие кратные связи.

Правильные ответы 2 и 4.

Упражнение 7.6. Полиэтилен получают в результате реакции________________

1) сополимеризации 2) вулканизации 3) поликонденсации 4) полимеризации

Пример 7.5. Полихлорвинил состоит из элементарных звеньев следующего строения

1) – CCl₂ – CH₂ – 2) – CCl₂ – CCl₂ – 3) 4)

Решение. Как следует из названия полимера, мономером является винилхлорид, формула которого имеет следующий вид: СН₂ = СН(Cl)

Правильный ответ 3.

Упражнение 7.7. Уравнение реакции получения тефлона имеет вид …

1) n CH₃ – CH = CH₂  (– CH(CH₃) – CH₂ –)_n

2) n CN – CH = CH₂  (– CH(CN) – CH₂ –)_n

3) n C₆H₅ – CH = CH₂  (– CH(C₆H₅) – CH₂ –)_n

4) n CF₂ = CF₂  (– CF₂ – CF₂ –)_n

Упражнение 7.8. Реакция синтеза полимеров из соединений, содержащихся две или более функциональных группы, сопровождающаяся образованием низкомолекулярных веществ называется ________

1) димеризацией 2) поликонденсацией 3) сополимеризацией 4) деполимеризацией

Пример 7.6. Для получения фенолформальдегидной смолы используют…

1)С₆Н₅NO₂ и НСНО 2) С₆Н₅NH₂ и HCOOH 3) С₆Н₅ОН и НСНО 4) С₆Н₅СН₃ и НСООН

Решение. Фенолформальдегидную смолу получают из фенола С₆Н₅ОН и формальдегида СН₂О.

Правильный ответ 3.

Пример 7.7. Мономером для получения органического стекла является …

1) метилметакрилат 2) изопрен 3) винилацетат 4) 1,1,2,2-тетрафторэтилен

Решение. Органическое стекло, или полиметилметакрилат получают из метилового эфира метакриловой кислоты.

Правильный ответ 1.

ТИПОВЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ

1. Молекулы полимеров, состоящие из множества повторяющихся звеньев, называются_______________________

1) мицеллами 2) фибриллами 3) макромолекулами 4) супрамолекулами

2. Степень полимеризации показывает …

1) число элементарных звеньев в молекуле полимера 2) молекулярную массу полимера

3) скорость процесса образования полимера 4) разветвленность полимерной молекулы

3. Неорганической кислотой, имеющей полимерной строение является

1) сернистая 2) угольная 3) хлорная 4) кремниевая

4. Полимеры, в молекулах которых звенья цепи располагаются в пространстве в определенном порядке, называются…

1) стереорегулярными 2)разветвленными 3) сетчатыми 4) сшитыми

5. В качестве низкомолекулярного вещества в реакциях поликонденсации чаще всего образуется __________

1) H₂S 2) CO₂3) NaCl 4) H₂O

6. Структурное звено содержится в молекулах

1) полиэтилена 2) полиуретана 3) полипропилена 4) полистирола

7. Первая стадия полимеризации, на которой происходит образование активных центров, называется _____________________

1) инициированием 2) ингибированием 3) конденсацией 4) рацелизацией

8. Ионная полимеризации происходит через стадию образования активных центов, в качестве которых выступают _________________

1) катионы и радикалы 2) катионы и анионы

3) активные молекулы и анионы 4) радикалы и анионы

Задание 7.2. СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Изучить и усвоить лекцию «Строение и свойства полимеров» [Часть 2, раздел 7.2].

Цель выполнения задания

Научиться устанавливать связь между строением и свойствами полимеров.

Теоретические сведения

Свойства полимеров зависят от их строения. ВМС представляют собой очень сложные системы, построенные из макромолекул, взаимодействующих между собой, а макромолекулы состоят из повторяющихся звеньев, соединённых химическими связями. Строение макромолекул зависит от исходных мономеров и типа протекающего процесса (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Строения макромолекул в зависимости от исходного мономера и метода получения

Строение макромолекул	Исходный мономер и метод его получения
Линейное	Полимеризация мономеров и поликонденсация при участии мономеров с двумя функциональными группами
Разветвлённое	Полимеризация мономеров и поликонденсация мономеров, имеющих три и более функциональные группы
Сетчатое	«Сшивка» цепей, например, при вулканизации каучука или синтезе термореактивных смол

Физические свойства полимеров

Полимеры, в отличие от низкомолекулярных веществ, могут находиться только в двух агрегатных состояниях: твёрдом и жидком, и в трёх физических состояниях: текучем, высокоэластичном и стеклообразном. Переход из одного состояния в другое происходит в некотором интервале температур. Трём физическим состояниям полимеров соответствуют три слагающие их деформации.

Текучие полимеры подвержены необратимой деформации, т.к. при действии даже малых напряжений не принимают свою прежнюю форму (полиизобутилен, резолы и др.).

Высокоэластичные полимеры при воздействии сравнительно небольших напряжений деформируются очень сильно, но при снятии нагрузки принимают первоначальную форму, т.е. их деформация имеет обратимый (релаксационный) характер (каучуки, резины).

Твёрдые стеклообразные полимеры деформируются очень мало и обратимо.

Большинство полимеров обычно находятся в аморфном состоянии. Взаимодействие молекул приводит к упорядоченному их расположению, образуются ассоциаты, и в конечном итоге полимеры могут перейти в упорядоченное состояние − кристаллическое, что характерно для стереорегулярных полимеров в определённых условиях. Кристаллические полимеры состоят из большого числа кристаллов, между которыми находятся аморфные области и характеризуются определённой степенью кристалличности. Кристаллические полимеры, в отличие от аморфных, обладают определенной температурой плавления.

Химические превращения полимеров

В химии высокомолекулярных соединений различают:

∙ реакции звеньев цепи, которые приводят к изменению состава полимера и его свойств практически без изменения степени полимеризации; для них характерно участие в реакции не всей макромолекулы как единого целого, а отдельных ее участков.

∙ макромолекулярные реакции, которые всегда приводят к изменению степени полимеризации, молекулярной массы и структуры основной полимерной цепи.

В макромолекулярных реакциях при взаимодействии бифункционального соединения с двумя или более макромолекулами полимера образуются межмолекулярные химические связи – происходит так называемое «сшивание» полимерных цепей и линейный полимер превращается в пространственный (трехмерный).

Характерным примером таких реакций является вулканизация каучуков под влиянием серы в присутствии катализаторов (причем при добавлении серы менее 5% получаемый продукт – резина, если серы более 25 % – эбонит).

Деструкция полимеров

Химические превращения полимеров часто осложнены побочными реакциями деструкции полимеров. В отличие от реакций расщепления низкомолекулярных соединений при деструкции полимеров не образуются новые вещества, а лишь уменьшается молекулярная масса полимера. Эти реакции относят к макрореакциям, так как они происходят с разрывом связей основной цепи и приводят к понижению степени полимеризации.

Наиболее важным деструктивным процессом является окисление полимеров кислородом воздуха под влиянием световой, тепловой или иного вида энергии. Эти реакции обусловливают, по-видимому, старение полимеров. Старением называют изменение физико-механических и физико-химических свойств полимера в процессе его эксплуатации.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАЛАНИЯ

В упражнениях отметьте правильные ответы.

Пример 7.8. Линейные полимеры могут быть получены из мономеров, содержащих

1) три и более функциональные группы 2) две функциональные группы

3) одну функциональную группу 4) функциональность соединения не имеет значения

Решение. Линейная полимерная цепь «растёт» в двух местах: в начале цепи и в её конце. Это может происходить в том случае, если «раскрывается» кратная химическая связь или мономер имеет две функциональные группы: в начале и в конце молекулы. Если функциональная группа одна, то полимеризации не может быть, если − три, то может образоваться разветвлённая или сетчатая структура.

Правильный ответ 2.

Упражнение 7.9. Высокоэластичное состояние полимеров характеризуется…
1) аморфностью и вязкотекучестью макромолекул
2) гибкостью макромолекул и способностью к релаксации
3) кристалличностью и наличием кратных связей
4) сетчатой структурой

Пример 7.9. Получение ацетатного шелка из целлюлозы возможно благодаря наличию в ней_____________

1)циклических фрагментов 2)гидроксильных групп 3)эфирных связей 4)водородных связей

Решение. Целлюлоза вступает в полимераналогичную реакцию с уксусной кислотой как многоатомный спирт, содержащий три гидроксильных группы, и образует ацетилцеллюлозу, из которой получают ацетатный шёлк

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]n + 3n CH₃COOH → [С₆Н₇О₂(ОСОCН₃)₃]n + 3n H₂O

Правильный ответ 2.

Упражнение 7.10. Реакции, которые сопровождаются изменением структуры молекул полимера и степени полимеризации, называются _________________

1) макрореакциями 2)реакциями звеньев цепи

3) полимераналогичными 4)термореактивными

Упражнение 7.11. Продукт вулканизации каучука, содержащий менее 5 % серы, называется …
1) резина 2) эбонит 3) резол 4) новолак

Упражнение 7.12. Процесс изменения свойств полимеров во времени в результате деструкции макромолекул называется…

1) декристаллизация 2) деформация 3) тиксотропия 4) старение

Упражнение 7.13. Для повышения эластичности и устранения хрупкости в пластмассы добавляют вещества, которые называются…

1) связующие 2) пластификаторы 3) наполнители 4) стабилизаторы

ТИПОВЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ УПРАЖНЕНИЯ

1. Разветвленные и сетчатые полимеры образуются при полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных веществ, имеющих

1) две функциональные группы 2) три и более функциональных групп

3) одну функциональную группу 3) различное число функциональных групп

2. Волокна получают из полимеров __________ строения

1) разветвленного 2) сетчатого 3) линейного 4) различного

3. Кристаллические полимеры в отличие от аморфных обладают _______________

1) определенным значением температуры плавления

2) неопределенным значением температуры плавления

3) интервалом температуры размягчения

4) температурой плавления, зависящей от скорости нагревания полимера

4. Каучук – это _______________________ полимер

1) стеклообразный 2) кристаллический 3) вязкотекучий 4) высокоэластичный

5. Макромолекулы вулканизированного каучука (резины) имеют в отличие от натурального каучука ________________ строение полимерной цепи

1) сетчатое 2) линейное 3) разветвлённое 4) регулярное

6. Разрушение полимеров под воздействием физико-химических факторов называется________________

1) дестабилизацией 2) десорбцией 3) деструкцией 4) девулканиза

7. Механическая прочность полимеров повышается путем добавления в них ______

1) ингибиторов 2) антиоксидантов 3) наполнителей 4) стабилизаторов

7.3. ПРИРОДНЫЕ ПОЛИМЕРЫ

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Изучить и усвоить лекцию «Природные полимеры» [Часть 2, раздел 7.3].

Цель выполнения задания

Ознакомиться с важнейшими природными полимерами и их ролью в жизни и производственной деятельности человека.

Теоретические сведения

Натуральный каучук – природный непредельный полимер, общая формула – (С₅Н₈)_n; с молекулярной массой от 15 000 до 500 000, содержащейся в млечном соке некоторых тропических деревьев.. Было установлено, что структурная единица натурального каучука – изопреновая группа:

CH₂ = CH – C = CH₂

CH₃

Соединяясь между, такие группы образуют макромолекулу каучука

n CH₂ = CH – C(CH₃) = CH₂ → [– CH₂ – CH = C(CH₃) – CH₂ –]_n

Крахмал – самый распространенный в природе полисахарид, общая формула: (С₆Н₁₀О₅)_n. Эти полисахариды построены из остатков -D-глюкозы. При гидролизе крахмала (при нагревании в присутствии минеральных кислот или при действии ферментов – амилаз) образуются различные промежуточные продукты, конечным продуктом гидролиза крахмала является -D-глюкоза:

Качественная реакция на крахмал – появление синего окрашивания при добавлении к нему раствора йода.

Целлюлоза (клетчатка) – главная составная часть оболочек растительных клеток, выполняющая функции конструкционного материала.

Целлюлоза представляет собой полисахарид, который состоит из остатков -D-глюкозы (β, D-глюкопиранозы). которые и образуются при её полном гидролизе, общая формула глюкозы [С₆Н₇О₂(ОН)₃]_n.

Макромолекулярные цепи целлюлозы имеют линейное строение: эти цепи вытянуты и уложены пучками, в которых они удерживаются друг около друга за счет множественных межмолекулярных водородных связей между гидроксильными группами. Линейная структура целлюлозы приводит к образованию таких волокнистых материалов, как хлопок, лен, пенька. Целлюлоза – химически инертное вещество. Однако, под действием высоких температур, в присутствии катализаторов целлюлоза вступает в полимераналогичные превращения.

Целлюлоза используется для получения синтетических волокон. Например, полимер, являющийся основой ацетатного шелка, получают взаимодействием целлюлозы с уксусным ангидридом.

Белки – это природные высокомолекулярные органические вещества, макромолекулы которых построены из огромного числа остатков - аминокислот, соединенных между собой пептидными связями (– СО – NH –)_n. Первичная структура белка определяется последовательностью остатков аминокислот в молекуле.

Из белковых молекул построены наиболее жизненно важные органические молекулы РНК и ДНК. Одна из главных структурных единиц РНК имеет формулу: С₅Н₁₀О₅. РНК и ДНК в живом организме выполняет функцию хранения информации о структуре белков.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

В упражнениях укажите правильные ответы.

Упражнение 7.14. Полимерные волокна, образующиеся в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов, называются

1) искусственными 2) синтетическими 3) натуральными 4) химическими

Упражнение 7.15. Мономерным звеном природного каучука является остаток…
1) дивинила 2) акрилонитрила 3) хлоропрена 4) изопрена

Упражнение 7.16. Синтез белков осуществляется в результате реакции___________

1) денатурации 2) поликонденсации 3) сополимеризации 4) полиэтерификации

Упражнение 7.17. При нагревании белков в водных растворах кислот и щелочей происходит их _______ 1) высаливание 2) конденсация 3) гидролиз 4) окисление

Упражнение 7.18. Продуктами гидролиза белков являются ____________________

1) α – глюкоза 2) диамины и двухосновные органические кислоты

3) аммиак и спирты 4) α – аминокислоты

Упражнение 7.19. Формула природного полимера крахмала имеет вид …

1) [-NH-C(O)-(СН₂)₅- ]_n 2) (-СН₂- СН₂О-)_n 3) (-СН₂- СН₂-)_n 4) (С₆Н₁₀О₅)_n

Упражнение 7.20. Молекула природного белка построена из остатков…

1) ε-аминокислот 2) β-аминокислот 3) оксикарбоновых кислот 4) α-аминокислот

Упражнение 7.21. Первичная структура белка определяется __________________

1) сульфидными мостиками 2) электростатическим взаимодействием заместителей

3) водородными связями 3)последовательностью остатков аминокислот в молекуле

Упражнение 7.22. При полном гидролизе целлюлозы образуется…

1) β,D-глюкопираноза 2) β,D-фруктофураноза 3) α,D-глюкофураноза 4) β,D-фруктоза

Упражнение 7.23. При полном гидролизе крахмала образуется…
1) α,D-глюкопираноза 2) β,D-глюкопираноза 3) β,D-фруктоза 4) α,D-глюкофураноза

Упражнение 7.24. Природные полимеры крахмал и целлюлоза построены из остатков___________

1) фруктозы 2) глюкозы 3) сахарозы 4) лактозы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задания рабочей тетради составлены таким образом, чтобы создать у студента дистанционной формы обучения целостное представление о химии. На основании приводимых теоретических сведений и виртуально описанных экспериментов создаётся понятная картина химических явлений.

В то же время не всегда и не везде даются ответы на все вопросы. Студенту предлагается самостоятельно написать химические реакции, сделать выводы, решить задачи, выполнить упражнения. Качество самостоятельной работы отражает степень усвоения учебного материала и готовность студента к сдаче экзамена.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Коровин, Н.В. Общая химия: Учеб. для технических направ. и спец. вузов / Н.В. Коровин. − М.: Высш. шк., 2008. − 557 с.

2. Лабораторный практикум по химии [Текст] : учеб. пособие для студентов I курса, обучающихся по направлению 270100 «Строительство» / Л.Г. Барсукова, И.И. Грекова, В.В. Заречанская, Г.Г. Кривнева, О.Б. Кукина, О.Б. Рудаков,О.Р. Сергуткина, О.В. Слепцова, С.И. Тарановская, С.В. Черникина; под общ. ред. В.В. Заречанской; Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т. ─ Изд. 3-е перераб. и доп. ─ Воронеж, 2005. ─ 179 с.

Blog

Учебное пособие Рекомендовано научно-методическим советом

Содержание