Câu hỏi: phản ứng trùng hợp là gì? Show Lời giải: -Phản ứng trùng hợp là phản ứng hóa học để tổng hợp các hợp chất cao phân tử -Phản ứng trùng hợp (addition polymerization) hay còn gọi là phản ứng trùng hợp chuỗi' là phản ứng tạo thành polymer có mắt xích cơ bản cấu tạo tương tự với monomer tham gia phản ứng. Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết về phản ứng trùng hợp là gì? nhé: I. 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. Thí 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 như: CH2=CH2, H2N[CH2]5COOH,... phản ứng với nhau để tạo nên polime được gọi là monome. -Tên của polime được cấu tạo bằng cách ghép từ poli trước tên monome. Nếu tên của monome gồm 2 cụm từ trở lên thì tên đó được đặt trong dấu ngoặc đơn. Thí dụ: polietilen: (-CH2-CH2-}n; poli(vinyl clorua): (-CH2-CHCl-}n -Một số polime có tên riêng (tên thông thường). Thí dụ: teflon: (-CF2-CF2-)n; nilon-6: (-NH[CH2]5-CO-)n, xenlulozơ: (C6H10O5)n. Các polime được phân loại dựa theo nguồn gốc: -Polime tổng hợp được phân thành 2 loại: polime trùng hợp và polime trùng ngưng -Polime thiên nhiên -Polime bán tổng hợp 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 mạng không gian như cao su lưu hóa, nhựa bakelit. III. Tính chất vật lí-Hầu hết polime là những chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định mà nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng. Khi nóng chảy, đa số polime cho chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy, gọi là chất nhiệt rắn. -Đa số 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 thành sợi dai, bền. Có polime trong suốt mà không giòn. Nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt 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. -Polime trùng hợp bị nhiệt phân ở nhiệt độ thích hợp thành các đoạn ngắn, cuối cùng thành monome ban đầu, phản ứng này được gọi là phản ứng giải trùng hợp hay là phản ứng đepolime hóa. -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 đặc trưng của liên kết đôi và của nhóm chức đó. 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 như 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 mạng 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 của monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có liên kết bội như CH2=CH2, CH2=CHC6H5, CH2=CH-CH=CH2, … hoặc là vòng kém bền có thể mở ra như: 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 những phân tử nhỏ khác (thí dụ H2O). -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. Thí dụ như các monome ở phản ứng trên là: HOOC-C6H4-COOH; HO-CH2-CH2-OH VI. Ứng dụng- Polime có nhiều ứng dụng như làm các loại vật liệu polime phục vụ cho sản xuất và đời sống: Chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán.
Với Phương pháp giải Bài tập về phản ứng trùng hợp hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập phản ứng trùng hợp từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.  *Phương pháp giải - ĐLBT khối lượng: Monome Ví dụ 1. Một polime X được xác định có phân tử khối là 39026,5 đvC với hệ số trùng hợp để tạo nên polime này là 625. Polime X là? Hướng dẫn giải Polime có Mmắt xích = Gọi công thức X là CxHyCl ⇒ 12x + y = 27 ⇒ X có công thức là C2H3Cl ⇔ CH2=CHCl Ví dụ 2. Tiến hành trùng hợp 1 mol etylen ở điều kiện thích hợp, đem sản phẩm sau trùng hợp tác dụng với dung dịch Brom dư thì có 36 gam Br2 phản ứng. Hiệu suất phản ứng trùng hợp và khối lượng PE thu được là: Hướng dẫn giải nBr2 = netylen dư = 0,225 mol ⇒ H% = 1 – 0,225 = 77,5% ⇒ mPE = metylen phản ứng trùng hợp = 21,7 g Ví dụ 3. Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và acrilonitrin với xúc tác Na thu được một loại cao su buna-N chứa 10,44 % nitơ về khối lượng. Tỉ lệ số mol buta-1,3-đien và acrilonitrin trong cao su trên là: Hướng dẫn giải Gọi số mol của buta-1,3-đien và acrilonitrin lần lượt là x, y mol Có xC4H6 + yC3H3N → ( C4H6)x( C3H3N)y % N = → x: y = 3: 2 Bài 1: Tiến hành trùng hợp 26 gam stiren, hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với 500 ml dung dịch Br2 0,15M, cho tiếp dung dịch KI dư vào thu được 3,175 gam Iod. Khối lượng polime tạo ra là: A. 12,5. B. 24. C. 16. D. 19,5. Lời giải: Đáp án: D Có nStiren = 0,25 mol; nBr2 = 0,075 mol; nI2 = 0,0125 Stiren + Br2 → Stiren-Br2 (1) Br2 + 2KI → 2KBr + I2 (2) ⇒ nBr2 dư = nI2 = 0,0125 mol ⇒ nBr2 (1) = nStiren dư =0,0625 mol ⇒ mpolime = mStiren ban đầu – mStiren dư = 19,5 g Bài 2: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và acrilonitrin thu được một loại cao su buna-N chứa 8,69% nitơ. Tính tỉ lệ số mol buta-1,3-đien và acrolonitrin trong cao su A. 1: 2 B. 1: 1 C. 2: 1 D. 3: 1 Lời giải: Đáp án: C Cao su buna-S có dạng (C4H6)x.(C8H8)y. ⇒ %N = = 0,0869 ⇒ x: y = 2: 1 Bài 3: Trùng hợp 5,6 lít (đktc) propilen, nếu hiệu suất 80%, khối lượng polime thu được là: A. 10,5 gam B. 8,4 gam C. 7,4 gam D. 9,5 gam Lời giải: Đáp án: B Khối lượng polime: Bài 4: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl clorua với hiệu suất 90% thì số gam PVC thu được là : A. 7,520. B. 5,625. C. 6,250. D. 6,944. Lời giải: Đáp án: B CH2=CHCl → [CH2–CHCl]n Khối lượng PVC thu được là 62,5 . 0,1 .90% = 5,625g Bài 5: Từ 4 tấn C2H4 có chứa 30% tạp chất có thể điều chế bao nhiêu tấn PE ? (Biết hiệu suất phản ứng là 90%) A. 2,55 B. 2,8 C. 2,52 D. 3,6 Lời giải: Đáp án: C nCH2=CH2 mPE = 4 . 0,7 . 0,9 = 2,52 tấn Bài 6: 5,2 g stiren đã bị trùng hợp 1 phần tác dụng vừa đủ với dd chứa 0,0125 mol brom. Lượng stiren chưa bị trùng hợp chiếm bao nhiêu phần trăm trong 5,2 g: A. 25% B. 50% C. 52% D. 75% Lời giải: Đáp án: A nstiren không bị trùng hợp = 0,0125 mol ⇒ m = 0,0125.104 = 1,3 gam ⇒ %mstiren không bị trùng hợp = Bài 7: Tiến hành trùng hợp 10,4 gam stiren được hỗn hợp X gồm polistiren và stiren (dư). Cho X tác dụng với 200 ml dung dịch Br2 0,15M, sau đó cho dung KI dư vào thấy xuất hiện 1,27 gam iot. Hiệu suất trùng hợp stiren là: A. 60%. B. 75%. C. 80%. D. 83,33%. Lời giải: Đáp án: B nI2 = ⇒ nstiren pu = 0,1 – 0,025 = 0,075 mol ⇒ H = 75%. Bài 8: Trùng hợp propilen thu được polipropilen (PP). Nếu đốt cháy toàn 1 mol polime đó thu được 13200 gam CO2. Hệ số trùng hợp n của polime đó là: A. 120 B. 92 C. 100 D. 140 Lời giải: Đáp án: C PP có công thức (C3H6)n (C3H6)n + 4,5 O2 → 3nCO2 + 3nH2O Khi đốt cháy 1 mol PP sinh ra 3n mol CO2 → 3n = 300 → n = 100 |
