1. Phương trình phản ứng: C2H3Cl -> (-CH2CHCl-)n
n C2H3Cl → (-CH2CHCl-)n
Phương trình phản ứng này một phản ứng trùng hợp, trong đó monomer C2H3Cl (ethylene chloride) kết hợp lại để tạo ra một polymer có cấu trúc (-CH2CHCl-)n. Đây là một ví dụ về quá trình polymer hóa.
Hiện tượng phản ứng:
+ Tạo liên kết hóa học giữa các monomer: Monomer C2H3Cl (ethylene chloride) chứa một liên kết C-C kép và một nguyên tử clo (Cl). Trong phản ứng polymer hóa, các monomer này nối với nhau thông qua một quá trình gọi là cộng hoá nối, trong đó nguyên tử hiđrocacbon (CH2) trong monomer kết hợp với nguyên tử clo (Cl) trong monomer khác.
+ Tạo chuỗi polymer: Quá trình cộng hoá nối được lặp lại nhiều lần, dẫn đến sự tạo thành một chuỗi dài chứa đơn vị -CH2CHCl- được lặp lại nhiều lần. Điều này tạo ra polymer (-CH2CHCl-)n. Tính chất của sản phẩm polymer:
+ Tính chất của sản phẩm polymer (-CH2CHCl-)n phụ thuộc vào độ dài của chuỗi polymer, tỷ lệ của các đơn vị monomer (-CH2CHCl-) và điều kiện phản ứng. Polymer này có khả năng chống lại ăn mòn hóa học và có thể có ứng dụng trong các lĩnh vực như công nghiệp và vật liệu chịu hóa chất.
+ Quá trình polymer hóa C2H3Cl thành (-CH2CHCl-)n có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm cả phản ứng xúc tác hoặc phản ứng trùng hợp. Hiện tượng này thường đi kèm với việc sử dụng các xúc tác hoặc điều kiện phản ứng cụ thể để kiểm soát độ dài của chuỗi và tính chất của sản phẩm polymer cuối cùng.
2. Tính chất của C2H3Cl và (-CH2CHCl-)n
- C2H3Cl hay còn gọi là Vinyl chloride hoặc vinyl chloride monomer (VCM), là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học là CH2=CHCl. Dưới đây là một số tính chất quan trọng của vinyl chloride:
+ Tính chất vật lý: Vinyl chloride là một chất khí không màu và không mùi ở điều kiện tiêu chuẩn (25°C và áp suất 1 atm). Nó có khả năng dễ dàng chuyển từ trạng thái khí sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ thấp và áp suất cao.
+ Tính chất hóa học: Vinyl chloride là một hợp chất vinylic, có liên kết đôi C=C trong cấu trúc của nó. Nó có khả năng tham gia vào các phản ứng polymer hóa để tạo ra các polymer vinyl chloride, ví dụ như polyvinyl chloride (PVC). Đây là một ứng dụng quan trọng của vinyl chloride trong lĩnh vực công nghiệp và vật liệu xây dựng.
+ Độc tính: Vinyl chloride là một chất có độc tính và có thể gây hại cho sức khỏe nếu tiếp xúc lâu dài với nó. Nó có khả năng gây ra các vấn đề về sức khỏe, bao gồm các vấn đề về hô hấp và vấn đề về gan. Do độc tính của nó, việc xử lý và sử dụng vinyl chloride trong công nghiệp phải tuân thủ các biện pháp an toàn và quy định nghiêm ngặt.
- Polymer có cấu trúc (-CH2CHCl-)n, thường được gọi là polyvinyl chloride (PVC), là một loại polymer quan trọng với nhiều tính chất hóa học và vật lý đặc biệt. Dưới đây là một số tính chất quan trọng của PVC:
+ Tính chất vật lý: PVC là một chất rắn với cấu trúc polymer dẻo và không màu. Nó có thể tự nhiên là mềm hoặc cứng, phụ thuộc vào cách tổng hợp và xử lý. PVC có khả năng chống lại nước và ăn mòn hóa học, làm cho nó thích hợp cho ứng dụng trong môi trường có độ ẩm và các sản phẩm chịu hóa chất.
+ Tính chất hóa học: PVC không phản ứng với nước, không chảy dưới tác động của nhiệt độ môi trường. Nó khá ổn định trong nhiều môi trường hóa chất, nhưng có thể bị tác động bởi một số loại hóa chất mạnh như axit mạnh hoặc kiềm mạnh.
+ Tính chất cách điện: PVC có khả năng cách điện tốt, làm cho nó thích hợp cho ứng dụng trong sản xuất dây điện và cáp.
+ Khả năng gia công và định hình: PVC có khả năng được định hình và gia công dễ dàng thông qua các phương pháp như ép nhiệt, ép đùn, và thổi phim PVC. Nó cũng có thể được kết hợp với các hạt gia cường để tạo ra các loại PVC có tính chất cơ học tốt hơn.
+ Ứng dụng: PVC được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm ống nước, ống dẫn điện, vật liệu xây dựng (ví dụ: ống PVC và tấm PVC), sản phẩm tiêu dùng (ví dụ: túi PVC, màn cửa PVC), sản phẩm trong ngành công nghiệp y tế (ví dụ: ống dẫn máu PVC), và nhiều ứng dụng khác.
+ Tính chất độc hại: Polyvinyl chloride tổng hợp từ vinyl chloride, một hợp chất độc hại cho sức khỏe. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất PVC và khi sử dụng trong các ứng dụng thông thường, PVC đã được xử lý để giảm thiểu nguy cơ độc hại đối với người và môi trường.
3. Một số câu hỏi vận dụng liên quan
Câu 1: Polime nào sau đây thuộc loại polime tổng hợp?
A. Tinh bột.
B. Poli(vinyl clorua).
C. Xenlulozơ.
D. Tơ visco.
Hướng dẫn giải: Đáp án B
Tinh bột, xenlulozơ là polime thiên nhiên Tơ visco là polime bán tổng hợp Poli(vinyl clorua) là polime tổng hợp
Câu 2: Cho sơ đồ chuyển hoá CH4 → C2H2 →C2H3Cl → PVC. Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc). Giá trị của V là (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%)
A. 358,4.
B. 448,0.
C. 286,7.
D. 224,0.
Hướng dẫn giải: Đáp án B
2nCH4 → H = 50%PVC
2n.16 62,5nm ← 250 kg
⇒ m = 2n.16.25062,5n = 128kg
Hiệu suất của quá trình tổng hợp là 50% → Khối lượng CH4 thực tế là: 12850% = 256 kg
Thể tích CH4 là: VCH4 = 25616.22,4 = 358,4 m3 → Vkhí thiên nhiên = 358,480% = 448 m3
Câu 3: PVC là chất rắn vô định hình, cách điện tốt, bền với axit, được dùng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa,... PVC được tổng họp trực tiếp từ monome nào sau đây ?
A. vinyl clorua
B. acrilonitrin
C. propilen
D. vinyl axetat
Hướng dẫn giải: Đáp án A
PVC là poli(vinyl clorua) → monome là vinyl clorua.
Câu 4. Trùng hợp 5,6 lít C2H4(đktc), nếu hiệu suất phản ứng là 90% thì khối lượng polime thu được là
A. 4,3 gam
B. 7,3 gam
C. 5,3 gam
D. 6,3 gam
Hướng dẫn giải: Đáp án D
Số mol C2H4 0,25 mol → khối lượng = 0,25.28 = 7 gam H = 90% => khối lượng polime là 7.0,9 = 6,3 gam
Câu 5. Trùng hợp m tấn etilen thu được 1,5 tấn polietilen (PE) với hiệu suất phản ứng bằng 80%. Giá trị của m là
A. 1,80.
B. 2,00.
C. 1,875.
D. 1,25.
Hướng dẫn giải: Đáp án C
CH2=CH2 -> (-CH2-CH2-)n
28 tấn → 28 tấn
1,5 tấn ← 1,5 tấn (theo lí thuyết)
Vì H = 80% nên khối lượng etieln thực tế cần lấy là: metilen = metilen lí thuyết : 0,8 = 1,5:0,8= 1,875 (tấn)
Câu 6. Thủy tinh hữu cơ plexiglas là loại chất dẻo rất bền, trong suốt, có khả năng cho gần 90% ánh sáng truyền qua nên được sử dụng làm kính ô tô, máy bay, kính xây dựng, kính bảo hiểm,.... Polime dùng để chế tạo thủy tinh hữu cơ có tên gọi là
A. poli (metyl metacrylat)
B. poliacrilonitrin.
C. poli (vinyl metacrylat)
D. poli (hexametylen ađipamit).
Hướng dẫn giải: Đáp án A: poli (metyl metacrylat)
Thủy tinh hữu cơ được điều chế từ CH2=C(CH3)-COOCH3 (metyl metacrylat) bằng phản ứng trùng hợp.
Câu 7. Phát biểu nào sau đây là đúng về polime?
A. Tất cả các polime tổng hợp đều được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng.
B. Tất cả các polime đều không tác dụng với axit hay bazơ.
C. Protein là một loại polime thiên nhiên.
D. Cao su buna-S có chứa lưu huỳnh trong phân tử.
Hướng dẫn giải: Đáp án C
A. Sai, Các polime tổng hợp có thể được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng hoặc trùng hợp. Lấy ví dụ: trùng hợp vinyl clorua
B. Sai, Poli(vinyl axetat) (PVA) tác dụng với dung dịch NaOH hay cao su thiên nhiên tác dụng với HCl:
C. Đúng, Protein là một loại polime thiên nhiên có trong tơ tằm, lông cừu, len.
D. Sai, Trong cấu trúc của cao su buna – S không có chứa lưu huỳnh.
Câu 8: Polime X có phân tử khối là 336000 và hệ số trùng hợp là 12000. Vậy X là
A. PE
B. PP
C. PVC
D. Teflon
Hướng dẫn giải: Đáp án A
Phân tử khối của một mắt xích trong X là 33600012000=28đvC → Mắt xích là -CH2-CH2- → X là PE (polietilen)
Câu 9. Poli (vinl axetat) là polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome nào sau đây
A. C2H5COO-CH=CH2
B. CH2=CH-COO-CH3
C. CH2=CH-COO-C2H5
D. CH3COO-CH=CH2
Đáp án D
=> Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Cân bằng phản ứng sau: CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n
