Самостійна робота «Полімери та синтетичні високомолекулярні сполуки» з хімії для 10 класу

А. Целюлозу для одержання штучного шовку

Целюлозу створюють живі організми, тому вона належить до природних полімерів. Штучний шовк одержують переробкою целюлози. Поліетилен, поліпропілен і полістирол є синтетичними полімерами.

А. Елементарна ланка поліетилену має запис –CH₂–CH₂–.; Б. Поліетилен має лінійну або розгалужену будову залежно від умов добування.; Г. Поліетилен можна знову розм’якшити нагріванням.

Залежно від умов добування поліетилен має лінійну або розгалужену будову. Його елементарна ланка має запис –CH₂–CH₂–. Поліетилен є термопластичним полімером, тому його можна знову розм’якшити нагріванням. Він утворюється полімеризацією етену без виділення води.

Б → В → Г → А

Спочатку полімеризують пропен за схемою nCH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ. Одержаний поліпропілен розм’якшують нагріванням, формують і витягують плівку, а потім охолоджують її.

1 — Б, 2 — Г, 3 — А, 4 — В

За дії світла відбувається хлорування етану. C₂H₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl. Під час нагрівання зі спиртовим розчином KOH від хлороетану відщеплюється хлороводень. C₂H₅Cl + KOH → CH₂=CH₂ + KCl + H₂O. За участю ініціатора етен полімеризується. nCH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ. За високої температури поліетилен може деполімеризуватися. (–CH₂–CH₂–)ₙ → nCH₂=CH₂. HBr не забезпечує жодного з наведених перетворень.

1 — А, 2 — Г, 3 — Б, 4 — Д

Згоряння поліетилену описує рівняння (–CH₂–CH₂–)ₙ + 3nO₂ → 2nCO₂ + 2nH₂O. Кількість речовини CO₂ становить 88 г : 44 г/моль = 2 моль. Кількість речовини ланок удвічі менша й дорівнює 1 моль. Маса чистого поліетилену становить 1 моль · 28 г/моль = 28 г. Маса домішок дорівнює 40 г − 28 г = 12 г, а їх масова частка становить 12 г : 40 г · 100 % = 30 %. Значення 40 г є масою всього технічного зразка, а не чистого поліетилену чи домішок.

Г. 140 г

Поліетилен, виділений із розчину в нагрітому ксилолі, деполімеризується за схемою (–CH₂–CH₂–)ₙ → nCH₂=CH₂. За кількісного виходу маса виділеного поліетилену дорівнює масі етену й становить 28 г. Маса початкового розчину дорівнює 28 г : 0,20 = 140 г. Значення 28 г не враховує розчинник, 5,6 г отримують множенням замість ділення на масову частку, а 112 г є лише масою розчинника.

В. Штучний шовк, одержаний із целюлози

Штучний шовк одержують переробкою природної целюлози, тому його зараховують до штучних полімерних матеріалів. Крохмаль, білок і целюлоза є природними полімерами.

Б. За поліконденсації може утворюватися вода.; В. Ступінь полімеризації показує кількість елементарних ланок у макромолекулі.; Е. Поліпропілен належить до термопластичних полімерів.

Поліпропілен є термопластичним полімером. За поліконденсації може утворюватися вода, а ступінь полімеризації показує кількість елементарних ланок. Фенолоформальдегідна смола належить до термореактивних полімерів, сітчасті полімери в розчиннику набрякають, а целюлоза є природним полімером.

В → Г → Б → А

Спочатку полімеризують етен за схемою nCH₂=CH₂ → (–CH₂–CH₂–)ₙ. Поліетилен розм’якшують нагріванням, надають йому форми посудини та охолоджують. Термопластичний полімер зберігає надану форму після охолодження.

1 — В, 2 — Б, 3 — Г, 4 — А

Під час нагрівання пропану відщеплюється водень. CH₃–CH₂–CH₃ → CH₂=CH–CH₃ + H₂. Пропен приєднує HBr. CH₂=CH–CH₃ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃. Під час нагрівання 2-бромопропану зі спиртовим розчином KOH знову утворюється пропен. CH₃–CHBr–CH₃ + KOH → CH₂=CH–CH₃ + KBr + H₂O. За нагрівання, тиску й участю каталізатора пропен полімеризується. nCH₂=CH–CH₃ → (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ. Br₂ утворює інший продукт і не підходить жодній стадії.

1 — Б, 2 — Д, 3 — В, 4 — А

Згоряння поліпропілену описує рівняння 2(–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ + 9nO₂ → 6nCO₂ + 6nH₂O. Кількість речовини CO₂ становить 132 г : 44 г/моль = 3 моль. Кількість речовини ланок утричі менша й дорівнює 1 моль. Маса чистого поліпропілену становить 1 моль · 42 г/моль = 42 г. Маса домішок дорівнює 70 г − 42 г = 28 г, а їх масова частка становить 28 г : 70 г · 100 % = 40 %. Значення 70 г є масою всього технічного зразка, а не чистого поліпропілену чи домішок.

Б. 280 г

Поліпропілен, виділений із розчину в нагрітому ксилолі, деполімеризується за схемою (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ → nCH₂=CH–CH₃. За кількісного виходу маса виділеного поліпропілену дорівнює масі пропену й становить 42 г. Маса початкового розчину дорівнює 42 г : 0,15 = 280 г. Значення 42 г не враховує розчинник, 6,3 г отримують множенням замість ділення на масову частку, а 238 г є лише масою розчинника.