Презентація. Поняття про полімери. Поліетилен

Тема заняття. Поняття про полімери. Поліетилен.

План заняття.1. Повторення навчальної інформації за § 27. «Етен і етин - ненасичені вуглеводні». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. Тести. Тренувальні вправи https://learningapps.org/17794755 алкани, алкени, алкіни, класифікація. https://learningapps.org/23702495 ненасичені вуглеводні. Відносні молекулярні маси. https://learningapps.org/9193288 ненасичені вуглеводні, колекція вправ 2. Ознайомлення з навчальною інформацією за § 28. «Поняття про полімери. Поліетилен». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://ua.mozaweb.com/uk/ 3 Dсцени 3. Ознайомлення з умовами домашнього завдання. Домашнє завдання.1. Повторити навчальну інформацію за § 27. «Етен і етин - ненасичені вуглеводні». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/35.php 2. Вивчити навчальну інформацію за § 28. «Поняття про полімери. Поліетилен». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/36.php 3. Виконати письмові завдання домашньої роботи.

Класифікуйте речовину (- CH2 - CH2 - )n

Етен - це ненасичений вуглеводень. Завдяки цьому атоми Карбону в його молекулах можуть приєднувати інші атоми. Однією з хімічних реакцій, у яких реалізується така властивість етену, є реакція полімеризації (від грец. polymeres - той, що складається з багатьох частин). Під дією певних речовин (ініціаторів) подвійний зв’язок у молекулі етену може розриватися й атоми Карбону можуть приєднувати інші атоми, зокрема атоми Карбону іншої молекули етену: Так може тривати, поки за певних причин приєднання не зупиниться. У результаті реакції утворюються дуже великі молекули, в яких однаковий фрагмент повторюється багато разів.

Умовно рівняння реакції полімеризації записують так: Зміст реакції полімеризації полягає в об’єднанні великої кількості молекул ненасичених вуглеводнів - мономерів - один з одним. Продукти реакції полімеризації називають полімерами, у їхніх молекулах багато разів повторюється фрагмент молекули мономеру. Полімеризація - процес сполучення багатьох молекул низькомолекулярної речовини (мономеру) у молекулу полімеру.

Фрагмент у молекулі полімеру, що повторюється, називають елементарною ланкою, число n — ступенем полімеризації: Ступінь полімеризації показує число молекул мономеру, що об’єдналися в одну молекулу полімеру. Він може бути від тисячі до сотень тисяч. Оскільки молекули полімерів складаються з великої кількості фрагментів, вони мають дуже великі молекулярні маси. Саме тому інша назва полімерів - високомолекулярні сполуки. У формулах полімерів не зазначено, чим закінчується карбоновий ланцюг. На кінцях молекули полімеру перебувають фрагменти молекул розчинника або ініціатора полімеризації. Ці атоми майже не впливають на властивості полімеру. Більшість полімерів (крім деяких біополімерів) відрізняються від низькомолекулярних речовин тим, що не мають визначеної молекулярної маси. У кожному зразку поліетилену всі молекули мають різну довжину й масу, тому, коли говорять про полімери, використовують поняття середньої молекулярної маси.

Назви полімерів походять від назви мономерів. В реакцію полімеризації вступив етилен (етен), тому продукт реакції називають поліетиленом: Елементарна ланка поліетилену -CH2-CH2- складається з двох однакових груп атомів -CH2-. Але формулу поліетилену не записують у спрощеному вигляді [-CH2-]. Це робити не прийнято, тому що формула полімеру має відображати його зв'язок з початковою речовиною - мономером, у цьому випадку - етиленом CH2=CH2. Етилен і поліетилен мають однаковий якісний і кількісний склад: обидва складаються з атомів Карбону й Гідрогену, причому в обох речовинах на один атом Карбону припадає два атоми Гідрогену. Важливою відмінністю між ними є те, що в молекулі етену існує подвійний зв’язок - це ненасичений вуглеводень, а в поліетилені всі зв’язки одинарні. Фактично поліетилен - це алкан з високою молекулярною масою, тому хімічно він досить інертний. Поліетилен не взаємодіє ані з кислотами, ані з лугами, стійкий до дії окисників, не діє вода, але поліетилен - легкоплавка й горюча речовина. Саме хімічною стійкістю поліетилену пояснюється його широке застосування.

Поліетилен - безбарвна прозора або напівпрозора тверда речовина. Він легший за воду, жирний на дотик і зовні нагадує парафін. Під час нагрівання він розм’якшується і за температури 115-135 °С плавиться, утворюючи в’язку безбарвну рідину. На поліетилен не діють вода, розчини кислот (за винятком концентрованої нітратної), а також розчини лугів, тобто поліетилен хімічно інертна речовина. Поліетилен за звичайних умов не розчиняється в органічних розчинниках. На повітрі горить кіптявим полум’ям. Поліетилен - нетоксична речовина.

Фізичні властивості та застосування поліетилену. Найпоширенішим з полімерів є поліетилен. Це малопрозора речовина, що погано проводить теплоту й електричний струм, жирна на дотик і нагадує парафін, нетоксичний.Іноді в побуті його неправильно називають целофаном (целофан - це зовсім інший матеріал, що виготовляють із целюлози, він тільки зовні нагадує поліетиленову плівку). Чисті полімери на практиці зазвичай не використовують. На їхній основі виготовляють різноманітні матеріали, які називають пластмасами або пластиками. Для їх виготовлення до полімерів додають різні речовини: стабілізатори, пластифікатори, барвники, спінювачі тощо. Із досить невеликого числа полімерів виготовляють величезну кількість різних пластмас. У більшості полімерів є також і недоліки - термічна нестійкість, горючість і хрупкість, але завдяки досягненням науки останнім часом винайдено багато нових полімерних матеріалів. Можливо, що незабаром пластмаси стануть єдиним матеріалом, який людство буде використовувати. У промисловості поліетилен виготовляють у вигляді гранул, що потім піддають термічній обробці. Молекулярна маса поліетилену коливається від 30 тис. до 3 млн залежно від тиску, за якого відбувається реакція полімеризації.

Застосування поліетилену. Застосування поліетилену зумовлено його властивостями. Залежно від умов реакції полімеризації отримують полімери різної молекулярної маси та густини. Поліетилен із короткими ланцюгами має властивості мастила. Відрізняється за властивостями поліетилен з нерозгалуженими й розгалуженими ланцюгами. Що меншу кількість розгалужень має поліетилен, то він твердіший та міцніший, із більшою щільністю. Поліетилен із довжиною карбонового ланцюга до 6 000 ланок є досить твердим, міцним, зносостійким і хімічно стійким матеріалом. Його використовують для виробництва водопровідних і каналізаційних труб, шлангів, ізоляційних і пакувальних матеріалів, зокрема для пакування харчових продуктів, клейких плівок для ремонту теплиць, обгорток для книжок і зошитів, пляшок, флаконів для косметичних виробів, медичного устаткування, посуду. Оскільки поліетилен стійкий до дії низьких температур, з нього виготовляють ємності для заморожування продуктів у холодильних камерах. Окрім того, з поліетилену роблять диски, секційні полиці, столи та крісла. Також ним покривають поверхні для захисту від корозії. Поліетилен може поглинати жири, мастильні матеріали, різні забруднення, через це із часом втрачає свої властивості.

Поліетилен та екологія. Незважаючи на широке застосування поліетилену, поліетилен становить велику загрозу для довкілля. Під час його горіння виділяються шкідливі речовини. Особливо екологічно небезпечним є накопичення поліетиленових пакетів на сміттєзвалищах. Там часто трапляється самозагоряння сміття, а під час горіння виділяються діоксини й фурани. Вони здатні впливати на генетичні зміни, що спричиняють мутації в рослинному та тваринному світі. Крім того, потрапляючи у Світовий океан, поліетиленові пакети призводять до загибелі багатьох морських тварин. Поліетилен нестійкий до сонячної радіації. Використання поліетилену, наприклад, обмежується його низькою температурою плавлення. Під час його розкладання утворюються токсичні гази, які потрапляють в атмосферу. Доведено, що поліетилен становить приблизно 40 % від побутового сміття. Він не розкладається впродовж 100 й більше років, створюючи загрозу родючості ґрунтів, чистоті природних водойм. У багатьох країнах світу поліетиленові пакувальні пакети замінено на паперові, рекомендовано використовувати багаторазові сумки з тканини або в’язані сітки для продуктів. Відходи поліетилену, що потрапляють у сміття, - екологічно небезпечні.

Застосування поліетилену. Гранули поліетилену. Ключова ідея. Поліетилен - синтетична органічна сполука, що не трапляється в живій природи. Він є основою багатьох цінних матеріалів, які замінили природні матеріали. Поліетилен - дуже стійка речовина. Процес її розкладання в природі триває протягом сотень років.

ВИСНОВКИМолекули етену (етилену) за певних умов можуть сполучатися одна з одною. Продуктом такої взаємодії є поліетилен. Перетворення етену на поліетилен - приклад реакції полімеризації. Ця реакція відбувається внаслідок руйнування подвійних зв’язків між атомами Карбону в молекулах етену й утворення простих зв’язків. У схемі полімеризації етену зазначають: мономер, ступінь полімеризації, полімер. Сполуки, молекули яких складаються з великої кількості повторюваних груп атомів, називають полімерами. Відносна молекулярна маса полімеру - число приблизне, оскільки в одну макромолекулу можуть сполучатися від кількох десятків до кількох сотень тисяч молекул мономера. Поліетилен - один із найважливіших полімерів. Завдяки фізичним і хімічним властивостям поліетилен став широковживаним матеріалом. Він не розчиняється у воді, є хімічно інертним. Із поліетилену виготовляють плівку, тару, різноманітні вироби.