1. Які речовини називають високомолекулярними? Наведіть приклади.
2. В результаті, яких реакцій отримують високомолекулярні сполуки?
Відповідь. Високомолекулярні сполуки можна отримувати за допомогою реакцій полімеризації, поліконденсації, поліприєднання.
3. Чим відрізняються реакції полімеризації і поліконденсації?
4. Якого значення високомолекулярних речовин?
5. Які реакції називають реакціями полімеризації? Напишіть рівняння реакції полімеризації пропілену.
Відповідь. Полімеризація - це процес з'єднання великого числа однакових молекул (мономерів) в одну велику молекулу (полімер). 6 .Могут чи утворювати полімери галогенпохідних ненасичених вуглеводнів?
Відповідь: Так, можуть. Наприклад, галогенопохідних ацетилену - вінілхлорид здатний полимеризоваться:
При полімеризації тетрафторетилену утворюється політетрафторетилен (-CF2-CF2) n.
7. Як вченим вдалося з'ясувати будову макромолекул природного каучуку?
Відповідь: При нагріванні без доступу повітря натуральний каучук розпадається з утворенням 2- метил-1,3- бутадієну (ізопрену). Це означає, що молекули натурального каучуку побудовані з фрагментів молекул ізопрену
8. Які фізичні і хімічні властивості природного каучуку?
Відповідь. Фізичні властивості: природний каучук - пружне аморфне речовина, дуже еластичний, водогазонепроніцаем, не розчиняється у воді, розчиняється в бензині, хлороформі і сероуглероде.
Хімічні властивості: натуральний каучук - неграничне з'єднання і здатний до реакцій приєднання. Зокрема, він реагує з сіркою, атоми якої зшивають разом різні полиизопреновой ланцюга.
9. Чим відрізняються каучуки від гуми?
Відповідь. Гума - це продукт реакції каучуку з сіркою. Вона володіє значно більшою міцністю, але меншою еластичністю, ніж каучук.
10. Напишіть рівняння реакції полімеризації 1,3 - бутадієну:
11. Напишіть рівняння реакції отримання полівінілхлориду з ацетилену:
12. Перелічіть області застосування формальдегіду. На яких властивостях грунтується його використання?
Відповідь. Найважливіший з альдегідів - формальдегід - застосовується для отримання фенолформальдегидной смоли і пластмас на її основі. В основі цього процесу - реакція поліконденсації фенолу з формальдегідом.
13. Що таке фенопласти?
Відповідь. Фенопласти - це пластмаси, виготовлені з фенолформальдегидной смоли в поєднанні з різними наповнювачами.
14. Як утворюється целюлоза в природі? Складіть відповідні рівняння реакцій.
Відповідь. Целюлоза утворюється в результаті реакцій фотосинтезу:
( "38") n C6H12O6 → (C6H10O5) n + nH2O
15. Які волокна отримують з целюлози і чим вони відрізняються один від одного?
Відповідь. З целюлози отримають штучні волокна: ацетатное і віскозне. Вони відрізняються хімічним складом, ацетатное волокно - це триацетат целюлози [C6H7O2 (OCOCH3) 3] n, а віскозне - це просто певним чином оброблена целюлоза.
16. Які елементи входять до складу білків? Охарактеризуйте будову білкових молекул.
Відповідь. До складу всіх білків входять вуглеводень, водень, кисень і азот. Більшість білків містить також сірку.
Білки - це природні полімери, що складаються із залишків амінокислот, сполучених пептидними зв'язками. Послідовність амінокислотних залишків називається первинною структурою білка. Поліпептидний ланцюг скручена в просторі в спіраль за рахунок водневих зв'язків між групами -NH і -CO-. Просторова структура поліпептидного ланцюга називається вторинною структурою. Тривимірна конфігурація закрученої спіралі в просторі, утворена за рахунок дисульфідних містків -S-S - між цистеїнових залишками і іонних взаємодій, називається третинної структурою.
17. Які групи атомів і типи зв'язків найбільш характерні для більшості білкових молекул?
Відповідь. У всіх білкових молекулах є пептидний зв'язок -NH - CO- між амінокислотними залишками і водневі зв'язки між групами -NH і -CO-.
У білках, до складу яких входить амінокислота цистеїн, між різними фрагментами поліпептидного ланцюга утворюється дисульфідних місток -S-S-.
18. Де білки зустрічаються в природі і яке їхнє призначення?
Відповідь. Білки - основний компонент клітин і тканин всіх живих організмів. Значення білків полягає в тому, що вони є каталізаторами всіх хімічних процесів в живих організмах.
19. Опишіть фізичні і хімічні властивості білків.
Відповідь. Фізичні властивості: глобулярні білки розчиняються у воді або утворюють колоїдні розчини; фібрилярні білки у воді не розчиняються. Хімічні властивості. 1). Денатурація - руйнування вторинної та третинної структури білка зі збереженням первинної структури. Відбувається при нагріванні або дії розчинників. 2). Гідроліз білків - руйнування первинної структури в кислому або лужному розчині з утворенням амінокислот.
3). Якісна реакція на білки - червоно - фіолетове забарвлення при дії солей міді (II) в лужному розчині (биуретовая реакція).
20. Як можна довести наявність білків в продуктах харчування, в вовняних і шовкових тканинах?
Відповідь. Це можна довести за допомогою кольорових якісних реакцій, наприклад биуретовой реакції.
21. Дайте загальну характеристику ролі білків в процесах життєдіяльності людини і тварин.
Відповідь. В живих організмах білки відіграють роль будівельного матеріалу. З них побудовані м'язи, частини суглобів, шкіра, волосся. Інший тип білків - ферменти - грають роль каталізаторів хімічних процесів в живих організмах. Крім того, деякі білки виконують транспортні функції, переносячи речовини з однієї частини організму в іншу.
22. Які речовини відносяться до високомолекулярних сполук, а які - до мономерам і полімерів? На конкретних прикладах поясніть, чим відрізняється будова їх молекул.
Відповідь. ВМС - це з'єднання з великою молекулярною масою. ВМС - полімери, молекули яких містять повторювані фрагменти. Полімери одержують шляхом з'єднання великого числа молекул мономерів. Наприклад, полімер полівінілхлорид (-CH2-CHCL) n отримують з мономеру вінілхлориду CH2 = CHCL
( "39") 23. Поясніть, що таке «структурна ланка» і «ступінь полімеризації».
Відповідь. Структурна ланка - це повторюваний фрагмент в молекулі полімеру. Наприклад, в полівінілхлориді (-CH2-CHCL) n структурна ланка - CH2 - CHCL. Число структурних ланок в молекулі полімеру називається ступенем полімеризації.
24. На конкретному прикладі покажіть можливість утворення полімеру з стереорегулярность і стереонерегулярним будовою.
Відповідь. При полімеризації пропілену отримують поліпропілен:
nCH2 = CH-CH3 → (-CH2-CH-) n
Якщо в образующемся полімері групи - CH3 розташовані хаотично по одну і іншу сторону ланцюга, то це - стереонерегулярний полімер. Можна підібрати такі умови процесу полімеризації (в першу чергу каталізатор), що групи - CH3, будуть розташовуватися тільки по одну із сторін ланцюга або по обидва боки, але строго регулярно, В цьому випадку вийде стереорегулярний полімер.
25. Охарактеризуйте процес отримання поліетилену і поліпропілену в промисловості. Складіть рівняння відповідних реакцій:
Відповідь: полімеризацію етилену nCH2 = CH2 → (-CH2-CH2-) n
і пропилену nCH2 = CH-СН3 → (-CH2-CH-) n
проводять при кімнатній температурі і атмосферному тиску з каталізаторами Al (C2H5) 3 і TiCl4
26. Опишіть властивості поліетилену, поліпропілену і тефлону. Де вони застосовуються?
Відповідь. Поліетилен (-CH2-CH2-) n - прозорий матеріал, що володіє високою хімічний стійкістю, погано проводить тепло і електрику. Його застосовують для ізоляції плівок і як пакувальний матеріал.
Поліпропілен (-CH2-CH-) n за властивостями схожий на поліетилен, але
плавиться при більш високій температурі і механічно більш міцний. З нього виготовляють труби, канати, риболовні сіті.
( "40") Тефлон або політетрафторетилен (-CF2-CF2-) n -термостойкое і хімічно надзвичайно інертна речовина. За хімічною стійкості він перевершує благородні метали. Його використовують для виготовлення деталей апаратів, що працюють в агресивних середовищах.
27. Складіть рівняння реакцій, в яких утворюються полівінілхлорид, полістирол, поліметилметакрилат. Де застосовуються ці полімери?
полівінілхлорид застосовується для виготовлення штучної шкіри, труб, ізоляційних матеріалів.
Полістирол застосовується для виготовлення труб, ізоляційних матеріалів і пінопластів.
З полиметилметакрилата виготовляють дуже міцне органічне скло.
28. На конкретних прикладах поясніть, чим відрізняються реакції поліконденсації від реакцій полімеризації.
Відповідь. При полімеризації відбувається реакція сполуки молекул мономера в молекулу полімеру:
При поліконденсації реакція сполуки супроводжується виділенням низькомолекулярного продукту, наприклад води:
29. У чому сутність процесу освіти фенолформальдегидной смоли? Які фенопласти з неї отримують?
Відповідь. Фенолформальдегидная смола - це високомолекулярна речовина, яка утворюється при поліконденсації фенолу і формальдегіду. Додаючи до смолі різні наповнювачі, отримують фенол-формальдегідні пластмаси (фенопласти), такі як текстоліт, карболіт і інші.
30. Які полімери називають термопластичними, а які - термореактивними? Наведіть приклади.
Відповідь. Термопластичні полімери при нагріванні розм'якшуються і змінюють форму, яку зберігають після охолодження. До них відносяться поліетилен і поліпропілен. Термореактивні полімери при нагріванні не плавляться і не розм'якшуються. До них відносяться фенопласти.
31. Поясніть, ким і коли вперше в світі був розроблений метод виробництва каучуку. Складіть рівняння.
Відповідь. Перший синтетичний каучук був отриманий з бутадієну за методом в 1932 р
32. Для отримання бутадієну і дивініловий каучуків використовується один і той же мономер. Поясніть, чому ці каучуки відрізняються за своїми властивостями?
Відповідь. Дивініловий каучук має стереорегулярность будова, тому він по еластичності перевершує природний каучук. Бутадієновий каучук має нерегулярне будова, тому він менш еластичний, ніж природний каучук.
33. Складіть рівняння освіти хлоропренового каучуку з 2-хлор-1,3-бутадієну.
34. Охарактеризуйте відомого вам синтетичного каучуку і поясніть, для яких технічних цілей вони застосовуються?
Відповідь. 1) бутадієновий каучук - це полібутадієн з нерегулярним будовою. Він застосовується для виробництва кабелів і побутових предметів.
2). Дивініловий каучук - це полібутадієн з регулярним будовою, він має високу зносостійкість і еластичність. Застосовується у виробництві шин.
35. Чим відрізняється каучук від гуми?
Відповідь. Гума - це продукт реакції каучуку з сіркою. Вона володіє значно більшою міцністю, але меншою еластичністю, ніж каучук.
36. Які умови слід дотримуватися при довгому зберіганні автокамери, шин, гумових трубопроводів та інших виробів? Чому?
Відповідь. Гуму можна зберігати при дуже низькій температурі, т. К. Це призведе до часткової кристалізації каучуку і втрати і при високій температурі, оскільки при цьому руйнуються сульфідні містки між полиизопреновой ланцюгами і також погіршуються механічні властивості гуми.
37. Які основні види волокон вам відомі? Наведіть приклади.
Відповідь. Основні види волокон природні, штучні і синтетичні. Приклад природного волокна - бавовна (C6H10O5) n, приклад штучного ацетатное волокно [C6H7O2 (OCOH3) 3] n. Синтетичного волокна наприклад, капрон [-NH- (CH2) 5-CО-] n
38. Чим відрізняються штучні волокна від синтетичних? Наведіть приклади.
Відповідь. Штучні волокна отримують шляхом хімічної модифікації природних речовин. Наприклад, ацетатное волокно
[C6H7O2 (OCOCH3) 3] n отримують в синтезу без використання природних з'єднань.
39. Назвіть найбільш відоме вам полиамидное волокно. Охарактеризуйте властивості і отримання цього волокна.
Відповідь. Найвідоміше полиамидное волокно - капрон
( "42") Його отримують поліконденсацією 6-аміногенсановой кислоти, що утворюється при гідролізі капролактаму. Капрон має високу міцність, однак руйнуються кислотами і не витримує високих температур.
40. Складіть рівняння реакції окислення n-ксилолу. Для яких цілей використовується продукт реакції?
Продукт реакції - терефталевая кислота використовується для отримання синтетичного волокна лавсану.
41. За якою ознакою лавсан відносять до поліефірним волокнам?
Відповідь. Лавсан (поліетилентерефталат), утворюється при поліконденсації складного ефіру етиленгліколю і терефталевой кислоти. У молекулах лавсану є складноефірні зв'язку -O-CO-, тому лавсан відносять до поліефірним волокнам.
42. Які характерні властивості лавсану? Де його застосовують?
Відповідь. Лавсан має високу міцність і гарну хімічну стійкість. Його застосовують для виготовлення не мнуться тканин, виробництва ременів, вітрил, транспортних стрічок.
43. Вуглеводнева сировина (нафта, кам'яне вугілля, природний газ) є джерелом для синтезу поліетилену, фенопластів.
Наведіть рівняння відповідних реакцій.
Відповідь. Поліетилен можна синтезувати з природного газу:
Фенопласти отримують з фенолу і формальдегіду:
Необхідний для цього фенол виділяють з кам'яновугільної смоли, який отримують кам'яного вугілля. Формальдегід отримують окисленням метану: CH4 + O2 → H2C = O + H2O
44. Наведіть приклади природних волокон рослинного і тваринного походження. Якими є деякі недоліки цих волокон перед синтетичними?
45. У чому переваги штучних волокон перед природними?
46. У чому проявляється відмінність властивостей поліетилену високого і низького тиску? Чим ця різниця пояснюється?
47. Формальдегід може полимеризоваться за місцем подвійного зв'язку, утворюючи полиформальдегид, в ланцюзі якого послідовно чергуються атоми вуглецю і кисню. Складіть схему реакції полімеризації формальдегіду. Якими властивостями володіє полиформальдегид?
H-COH → ... CH2 - O - CH2 - O - CH2 - O - CH2 - O ...
Даний полімер має гарні механічними властивостями і використовується для виготовлення деталей машин, плівок, волокон. [21, 22]
( "43") У всі часи хімія служить людині в його практичній діяльності. Велику роль відіграє хімія у сучасній промисловості. Серед найважливіших продуктів слід назвати пластмаси, каучуки і гуми, синтетичні волокна і багато іншого. В даний час хімічна промисловість випускає кілька десятків тисяч найменувань продукції.
Хімія і хімічна промисловість є одним з найбільш істотних джерел забруднення навколишнього середовища. Для вирішення завдань в області охорони навколишнього середовища необхідно здійснити комплекс заходів, багато з яких вирішуються шляхом застосування хімічних, фізичних або біохімічних методів.
Серед численних речовин, що зустрічаються в природі, різко виділяється група сполук, що відрізняються від інших особливими фізичними властивостями, високою в'язкістю розчинів, здатністю утворювати волокна, плівки і т. Д. До цих речовин відносяться целюлоза, лігнін, пентозани, крохмаль, білки і нуклеїнові кислоти , широко поширені в рослинному і тваринному світі, де вони утворюються в результаті життєдіяльності організмів.
Високомолекулярні сполуки отримали свою назву внаслідок великий величини їх молекулярного ваги, що відрізняють їх від низькомолекулярних речовин, молекулярний вагу яких лише порівняно рідко досягає декількох сотень. В даний час прийнято відносити до ВМС речовини з молекулярною вагою понад 5000.
Молекули ВМС називають макромолекулами, а хімію ВМС - хімією макромолекул і макромолекулярной хімією.
В результаті численних з'єднань, здійснених величезної армією хіміків, фізиків і технологів, було встановлено не тільки будова деяких природних ВМС, а й знайдено шляху синтезу їх замінників з доступних видів сировини. Виникли нові види промисловості, почалося виробництво синтетичного каучуку, штучних синтетичних волокон, пластичних мас, лаків і фарб, замінників шкіри і т. Д. На перших парах синтетичні матеріали носили характер замінників природних матеріалів. В даний час в результаті успіхів в хімії та фізики ВМС і вдосконалення технологій їх виробництва, завдяки принциповій можливості поєднувати в одному речовині будь-які бажані властивості, синтетичні ВМС поступово проникають в усі галузі промисловості, де вони стають абсолютно незамінними конструкційними і антикорозійними матеріалами. Однак з експлуатацією і утилізацією ВМС пов'язані не малі проблеми, які потрібно своєчасно вирішувати.
1. Фельдман. Органічна хімія. Основи загальної хімії (Узагальнення і поглиблення знань): Учеб. Для 11 класу.-М. Просвітництво, 200с.
З через великий обсяг цей матеріал розміщений на декількох сторінках:
1 2 3