Polymer là gì (chi tiết nhất)

Bài viết Polymer là gì lớp 12 chi tiết nhất là kiến thức có trong chương trình Hóa học 12 giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm về Polymer.

Polymer là gì (chi tiết nhất)

1. Polymer là gì?

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

- Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau để tạo nên polymer.

2. Kiến thức mở rộng

2.1. Tính chất vật lí

- Hầu hết polymer là những chất rắn, không bay hơi, không bị nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng. Các polymer bị nóng chảy khi đun nóng được gọi là polymer nhiệt dẻo. Các polymer không bị nóng chảy mà bị phân huỷ bởi nhiệt được gọi là polymer nhiệt rắn.

- Hầu hết polymer không tan trong nước, một số tan được trong dung môi hữu cơ.

- Tính chất vật lí của polymer thường phụ thuộc vào cấu tạo: nhiều polymer có tính dẻo (PE, PP (polypropylene),...); một số polymer có tính đàn hồi (polyisoprene, polybuta-1,3-diene,...); một số polymer khác có tính dai, bền và có thể kéo sợi (capron, nylon-6,6,...). Nhiều polymer có tính cách điện (PE, PVC,...); một số polymer có tính bán dẫn.

- Sáu polymer nhiệt dẻo thường gặp có thể tái chế được kí hiệu như hình bên dưới:

2.2. Tính chất hóa học

a) Phản ứng cắt mạch polymer

Polymer có thề bị phân cắt thảnh monomer bởi nhiệt, tác nhân hoá học, sinh học,...

Ví dụ:

-Polystyrene bị nhiệt phân thu được styrene:

-Polyamide có thể bị thuỷ phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được amino acid:

-Tinh bột và cellulose có thể bị thuỷ phân hoàn toàn trong môi trường acid hoặc bởi enzyme thu được glucose:

${\left(C_6{H}_{10}{O}_5\right)}_n+n{H}_{2}O\stackrel{H^{+},t°/enzyme}{\to }n{C}_6{H}_{12}{O}_6$

b) Phản ứng tăng mạch polymer.

Khi có điều kiện như nhiệt độ, chất xúc tác …. các mạch polymer có thể nối với nhau thành mạch dài hơn hoặc mạch lưới.

Ví dụ: Khi đun nóng cao su với lưu huỳnh thì thu được cao su lưu hoá. Ở cao su lưu hoá, các mạch polymer được nối với nhau chủ yếu các cầu nối -S-S-(cầu nối disulfide).

c) Phản ứng giữ nguyên mạch polymer.

Polymer có thể tham gia các phản ứng hoá học mà không làm thay đổi chiều dài mạch polymer. Phản ứng có thể xảy ra ở nhóm thế đính vào mạch polymer, cộng vào liên kết đôi trong mạch polymer,...

Ví dụ: Poly(vinyl acetate) tác dụng với dung dịch NaOH:

2.3. Phương pháp tổng hợp

Polymer thường được tổng hợp theo hai phương pháp phổ biến là phương pháp trùng hợp và phương pháp trùng ngưng.

a) Phương pháp trùng hợp

- Trùng hợp là quá trình nhiều phân tử nhỏ giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử có phân tử khối lớn (polymer).

Ví dụ:

- Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH₂=CHR) hoặc vòng kém bền.

b) Phương pháp trùng ngưng

- Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

- Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Ví dụ:

3. Bài tập minh họa

Câu 1. Chất có thể trùng hợp tạo ra polymer

A. CH₃OH.

B. CH₃COOH.

C. HCOOCH₃.

D. CH₂=CH−COOH.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Các monomer tham gia phản ứng trùng hợp thường có liên kết đôi (CH₂=CHR) hoặc vòng.

Như vậy CH₂=CH−COOH có thể trùng hợp tạo ra polymer.

Câu 2. Polyethylene là sản phẩm của phản ứng trùng hợp

A. CH₂=CH−Cl.

B. CH₂=CH₂.

C. CH₂=CH−CH=CH₂.

D. CH₂=CH−CH₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Polyethylene là sản phẩm của phản ứng trùng hợp ethylene CH₂=CH₂.

Câu 3. Các chất đều không bị thuỷ phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng, nóng là

A. poly(vinyl acetate); polyethylene, cao su buna.

B. polyethylene; cao su buna; polystyrene.

C. tơ capron; nylon-6,6; polyethylene.

D. nylon-6,6; poly(ethylene terephthalate); polystyrene.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Polyamide (chứa liên kết –CO–NH–) hoặc polyester (chứa –COO–) bị thủy phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng nóng.

Polyamide: Poly(vinyl acetate);tơ capron; nylon-6,6.

Polyester: poly(ethylene terephthalate).

Vậy các chất đều không bị thuỷ phân trong dung dịch H₂SO₄ loãng, nóng là polyethylene; cao su buna; polystyrene.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Các vật liệu polymer thường là chất rắn không nóng chảy hoặc nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ rất rộng.

B. Polymer là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều mắt xích liên kết với nhau.

C. Hầu hết các polymer tan trong nước và các dung môi hữu cơ.

D. Monomer là những phân tử nhỏ, phản ứng với nhau tạo thành polymer.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hầu hết các polymer không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ

Câu 5. Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monomer) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng

A. nhiệt phân.

B. trao đổi.

C. trùng hợp.

D. trùng ngưng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Quá trình nhiều phân tử nhỏ (monomer) kết hợp với nhau thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nước gọi là phản ứng trùng ngưng.

Câu 6. Poly(vinyl acetate) là polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

A. C₂H₅COO−CH=CH₂.

B. CH₂=CH−COO−C₂H₅.

C. CH₃COO−CH=CH₂.

D. CH₂=CH−COO−CH₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Poly(vinyl acetate) là polymer được điều chế bằng phản ứng trùng hợp vinyl acetate: CH₃COO−CH=CH₂.

Câu 7. Thủy phân hoàn toàn tơ capron trong môi trường acid hoặc môi trường base thu được 6-aminohexanoic acid. Phản ứng này là

A. Phản ứng cắt mạch polymer.

B. Phản ứng tăng mạch polymer.

C. Phản ứng giữ nguyên mạch polymer.

D. Phản ứng biến đổi mạch polymer.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phản ứng biến đổi tơ capron (polymer) thành 6-aminohexanoic (monomer) là phản ứng cắt mạch polymer.

Câu 8. Chất không có khả năng tham gia phản ứng trùng ngưng là

A. glycine.

B.terephthalic acid.

C. acetic acid

D. ethylene glycol.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer) thành phân tử lớn (polymer) đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác (thường là nước).

Các monomer tham gia phản ứng trùng ngưng phải có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng.

Acetic acid: CH₃COOH chỉ có một nhóm −COOH có khả năng tham gia phản ứng nên không đủ điều kiện tham gia phản ứng trừng ngưng.

Câu 9.Monomer được dùng để điều chế polypropylene là

A. CH₂=CH−CH₃.

B. CH₂=CH₂.

C. CH≡CH.

D. CH₂=CH−CH=CH₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là:A

Monomer được dùng để điều chế polypropylene làpropylene: CH₂=CH−CH₃.

Câu 10.Polymer dùng để chế tạo thuỷ tinh hữu cơ được điều chế bằng phản ứng trùng hợp

A. CH₂=C(CH₃)COOCH₃.

B. CH₂=CHCOOCH₃.

C. C₆H₅CH=CH₂.

D. CH₃COOCH=CH₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Polymer dùng để chế tạo thuỷ tinh hữu cơ được điều chế bằng phản ứng trùng hợp methylmethacrylate: CH₂=C(CH₃)COOCH₃.

Xem thêm các bài viết về định nghĩa & khái niệm môn Hóa học hay, chi tiết khác:

• Phản ứng màu biuret là gì?

• Monomer là gì?

• Polymer nhiệt dẻo là gì?

• Polymer nhiệt rắn là gì?

• Chất dẻo là gì?

• Vật liệu composite là gì

---