Вправа 321. Які речовини називають полімерами? Полімери - це високомолекулярні сполуки, у молекулах яких багато разів повторюється фрагмент молекули мономеру.
Вправа 322. Що спільного між мономером і елементарною ланкою полімеру? Мають однаковий якісний і кількісний склад.
Наприклад, СН2=СН2 - це мономер, а [-CH2-CH2-] - це елементарна ланка полімеру.
Називаючи хімічні елементи, яким утворена речовина, ми описауємо її якісний склад, а вказуючи кількість атомів кожного хімічного елемента, яким утворена речовина, ми описуємо її кількісний склад.
Чим вони відрізняються? Кількістю хімічних зв'язків між атомами Карбону.
Вправа 323. Дайте визначення поняттям «реакція полімеризації», «мономер», «полімер», «ступінь полімеризації» та «елементарна ланка». Реакція полімеризації — це реакція добування полімерів з ненасичених вуглеводнів. Мономер — вихідна речовина для проведення реакції полімеризації. Полімер - продукт реакції полімеризації. Ступінь полімеризації (n) — це кількість елементарних ланок у молекулі полімеру. Елементарна ланка— це фрагмент групи атомів мономеру, що повторюється n разів у молекулі полімеру.
Вправа 324. Схарактеризуйте фізичні властивості поліетилену. Малопрозора тверда речовина, погано проводить теплоту й електричний струм, жирна на дотик, легкоплавка, термопластична, міцна (легко зігнути, зімяти, але важко розірвати), не розчиняється у воді та органічних розчинниках, легша за воду, не тоне в ній.
Вправа 325. Назвіть сфери застосування поліетилену.
У побуті (пляшки, склянки, мішки, пробки, іграшки, обгортки для книжок і зошитів, посуд, столи, крісла).
Пакувальні матеріали для харчових і нехарчових продуктів (харчові пакети, харчові контейнери, плівка для обгортання, пакети для сміття).
Тара для хімічно активних речовин (каністри та посуд для реактивів, розчинників).
Сільське та присадибне господарство (плівка для теплиць і парників).
Конструкційні матеріали (труби, з’єднувальні елементи, різноманітні деталі для механізмів і приладів, корпуси човнів).
Термоізоляційні матеріали (пінополіетилен)
Електроізоляційні матеріали (корпуси різних приладів, електроізоляція для електричних дротів)
Антикорозійне покриття.
Вправа 326. Поясніть, чому хімічні властивості поліетилену відрізняються від властивостей етилену. Поліетилен, на відміну від етилену, є хімічно інертним, бо не містить подвійних зв'язків, а лише одинарні, і фактично є алканом з високою молекулярною масою. Подвійні зв'язки, наявні в етилені, легко руйнуються, тому етилен є хімічно активною речовиною.
Вправа 327. Визначте спільні й відмінні ознаки між:
а) алканами та поліетиленом;
Спільні: мають одинарні зв'язки, хімічно інертні, горять.
Відмінні: алкани - низькомолекулярні сполуки, а поліетилен - високомолекулярна сполука.
б) етеном і поліетиленом.
Спільні: горять.
Відмінні: етен - ненасичений вуглеводень, хімічно активна речовина, вступає в реакції приєднання за місцем подвійного зв'язку, а поліетилен - полімер або фактично алкан з високою молекулярною масою, хімічно-інертна речовина.
Вправа 328. Пригадайте особливості фізичних властивостей аморфних та кристалічних речовин. За фізичними властивостями поліетилену зробіть висновок, до яких речовин він належить: кристалічних чи аморфних. Аморфних.
Аморфні речовини плавляться у широкому діапазоні температур: спочатку розм'якшуються, потім розтікаються і згодом стають рідкими, а не при певній температурі, як кристалічні речовини. Залежно від будови полімеру, який може мати короткі, довгі та сплутані в клубки ланцюги, має широкий діапазон температур плавлення, бо у процесі нагрівання в розплавлений стан переходять насамперед коротші молекули, потім — довші.
.
Вправа 329. Перелічіть сфери застосування поліетилену. Обґрунтуйте, завдяки яким фізичним властивостям поліетилен застосовують саме так і чи є виправданою заміна природних матеріалів на поліетилен.
Поліетилен:
- не проводить струму, тому з нього виготовляють ізоляційні матеріали, корпуси різних приладів.
- є хімічно стійким, тому з нього виготовляють тару для зберігання і транспортування хімічно активних речовин, антикорозійне покриття.
- є водо і газонепроникним, тому з нього виготовляють пакувальні матеріали для харчових і нехарчових продуктів, плівки для теплиць,
- має низьку теплопровідність, тому його використовують як термоізолятор (наприклад, пінополіетилен).
- має високу зносостійкість, тому з нього роблять водопровідні й каналізаційні труби, які легко монтуються і є довговічними.
- стійкий до дії низьких температур, з нього виготовляють ємності для заморожування продуктів у холодильних камерах.
Сукупність фізичних і хімічних властивостей поліетилену сприяло його широкому застосуванню. Заміна природних матеріалів на поліетилен є виправданою. Єдиним недоліком є екологічні проблеми, оскільки поліетилен є синтетичним полімером, тому мікроорганізмами у природних умовах не утилізується.
Вправа 330. Середня відносна молекулярна маса поліетилену, отриманого за низького тиску, дорівнює 280 тис. Скільки молекул етилену витрачається в середньому на утворення однієї молекули полімеру?
Відомо: M(–CH2–CH2–)n=280000. Знайти: n-?
Розв'язування:
Mr((-СH2-CH2-)n)=n•(2•Ar(C)+4•Ar(H))=n•(2•12+4•1)=28n
28n=280000, n=280000:28=10000
Відповідь: 10 тис. молекул.
.
Вправа 331. Обчисліть та порівняйте масові частки Карбону й Гідрогену:
а) в етені;
Масову частку елемента у сполуці обчислюємо за формулою
w(елемента)=n•Ar(елемента)/Mr(сполуки), де w(E) - масова частка; n — число атомів елемента; Аг(Е) — відносна атомна маса елемента; Мг(сполуки) — відносна молекулярна (формульна) маса сполуки.
Mr(С2H4)=2•Ar(C)+4•Ar(H)=2•12+4•1=28
w(С)=2•Ar(С)/Mr(С2Н4)=2•12/28=0,857 або,
помноживши це число на 100%, одержимо 85,7%
Масову частку Гідрогену знаходимо так:
100% - 85,7%=14,3 %
або так:
1 - 0,857=0,143
чи так:
w(Н)=4•Ar(Н)/Mr(С2Н4)=4•1/28=0,143 або 14,3%
Відповідь: w(С)=0,857 або 85,7%, w(Н)=0,143 або 14,3%.
б) у поліетилені складу [–CH2–CH2–]1000.
Mr((-СH2-СН2-)1000)=1000•(Мr(C2Н4))=1000•(2•Ar(C)+4•Ar(H))=
=1000•(2•12+4•1)=28000
w(С)=1000•2•Ar(С)/Mr(-СH2-СН2-)1000=1000•2•12:28000=24/28=0,857 або,
помноживши це число на 100%, одержимо 85,7%
Масову частку Гідрогену знаходимо так:
100% - 85,7%=14,3 %
або так:
1 - 0,857=0,143
чи так:
w(Н)=1000•4•Ar(Н)/Mr(-СH2-CH2-)1000=1000•4•1/28000=4/28=0,143 або 14,3%
Відповідь: w(С)=0,857 або 85,7%, w(Н)=0,143 або 14,3%. Масові частки Карбону і Гідрогену у двох сполуках однакові.