Cân bằng phản ứng sau: CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

1. Cân bằng phản ứng: CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n

Điều kiện phản ứng xảy ra: nhiệt độ, xúc tác: xt, p

Hiện tượng phản ứng: Butađien là một hiđrocacbon không no, có hai liên kết đôi trong phân tử và thuộc loại ankađien. Hai liên kết đôi này cách nhau bởi một liên kết đơn. Khi có chất xúc tác hiện diện, ở nhiệt độ và áp suất thích hợp, butađien có thể tham gia vào phản ứng trùng hợp, tạo ra các polime trong đó mỗi mắt xích chứa một liên kết đôi ở giữa.

Cách cân bằng phương trình: Để cân bằng phương trình này, chúng ta cần có thông tin bổ sung về số lượng đơn vị monomer tham gia phản ứng (n) và các yếu tố khác như chất xúc tác, nhiệt độ và thời gian phản ứng. Tuy nhiên, dựa vào phương trình đã được cung cấp, chúng ta có thể giả định rằng quá trình polymer hóa xảy ra thông qua sự liên kết kép giữa các đơn vị monomer. Chúng ta có thể biểu diễn quá trình này như sau: CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n. Kết quả cuối cùng sẽ là một chuỗi polymer (-CH2-CH=CH-CH2-)n.

Điều này ngầm thể hiện rằng mỗi đơn vị monomer CH2=CH-CH=CH2 tham gia phản ứng sẽ liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi polymer (-CH2-CH=CH-CH2-)n. Số lượng đơn vị monomer trong chuỗi polymer được biểu thị bởi n. Ví dụ, nếu chúng ta giả sử n = 5, phản ứng polymer hóa sẽ tạo ra một chuỗi polymer gồm 5 đơn vị monomer liên kết với nhau và phương trình phản ứng sẽ là: 5 CH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)5

Cần lưu ý rằng để đạt được cân bằng trong quá trình polymer hóa, cần cung cấp thông tin chi tiết về điều kiện phản ứng và quá trình tổng hợp của nó.

2. Tính chất của CH2=CH-CH=CH2 và (-CH2-CH=CH-CH2-)n

CH2=CH-CH=CH2

Tên gọi thông thường của CH2=CH-CH=CH2 là Buta-1,3-dien. Buta-1,3-dien là một hydrocarbon không no với công thức hóa học C4H6. Nó có một chuỗi bốn nguyên tử carbon liền nhau và hai liên kết đôi (C=C) liên tiếp trong chuỗi carbon. Dưới đây là một số tính chất hóa học quan trọng của buta-1,3-dien:

+ Liên kết đôi: Buta-1,3-dien có hai liên kết đôi C=C. Điều này làm cho nó có khả năng tham gia vào các phản ứng cộng nối tiếp và phản ứng khác liên quan đến liên kết đôi.

Cộng H2: (Điều kiện phản ứng là Ni, to) theo tỉ lệ 1:2 tạo ra hợp chất no là ankan.

CH2=CH-CH=CH2+ 2H2 → CH3-CH2-CH2-CH3

Tổng quát: CnH2n-2 + 2H2 → CnH2n+2

+ Phản ứng cộng nối tiếp: Buta-1,3-dien có thể tham gia vào các phản ứng cộng nối tiếp với các chất reagent thích hợp. Ví dụ, nó có thể trải qua phản ứng cộng brom để tạo ra 1,2-dibromobutane.

Cộng theo tỉ lệ 1 : 1 (cộng vào vị trí 1,2 và 1,4), sản phẩm cộng còn lại 1 liên kết đôi.

Ở nhiệt độ -80 độ C ưu tiên cộng vào vị trí 1,2 CH2=CH-CH=CH2 + Br2 → CH2Br-CHBr-CH=CH2

Ở nhiệt độ 40 độ C ưu tiên cộng vào vị trí 1,4 CH2=CH-CH=CH2 + Br2 → CH2Br - CH=CH - CH2Br

Cộng theo tỉ lệ 1 : 2 tạo ra sản phẩm no CH2=CH-CH=CH2 + 2Br2 → CH2Br - CHBr - CHBr - CH2Br

Tổng quát: CnH2n-2+ 2Br2 → CnH2nBr4

+ Phản ứng xà phòng hóa: Buta-1,3-dien có thể trải qua phản ứng xà phòng hóa để tạo ra các dẫn xuất xà phòng của nó trong môi trường kiềm. Độ bão hòa: Buta-1,3-dien là một hydrocarbon không no, nghĩa là nó không chứa các liên kết đôi C=C hoặc liên kết ba C≡C. Điều này đồng nghĩa với việc nó có khả năng tham gia vào các phản ứng phá vỡ liên kết và tạo ra sản phẩm mới.

+ Điện tích hóa học: Buta-1,3-dien có một cấu trúc hóa học tương đối phức tạp do sự tồn tại của hai liên kết đôi trong chuỗi carbon. Điều này có thể làm cho nó tham gia vào các phản ứng phức tạp hơn so với các hydrocarbon đơn giản hơn.

Lưu ý rằng tính chất hóa học cụ thể của buta-1,3-dien có thể thay đổi tùy theo điều kiện phản ứng và các chất reagent được sử dụng.

(-CH2-CH=CH-CH2-)n

Cao su Buna là một loại cao su tổng hợp, và có hai biến thể chính: Buna-N và Buna-S.

+ Buna-N (Nitrile Butadiene Rubber): Tính chất chung: Buna-N là một loại cao su tổng hợp có nguồn gốc từ nitrile và butadiene. Nó thường có màu đen hoặc màu trắng, và có khả năng chịu dầu, nhiên liệu, và các chất dẻo hóa khác. Nó cũng chịu được nhiệt độ cao, và có khả năng chống cháy tương đối tốt. Cao su Buna-N thường được sử dụng trong các ứng dụng cần độ bền hóa học, chẳng hạn như ống dẫn dầu, vòng đệm, và bộ phận bền dầu.

+ Buna-S (Styrene Butadiene Rubber): Tính chất chung: Buna-S là một loại cao su tổng hợp được sản xuất từ butadiene và styrene. Nó thường màu trắng hoặc màu đục và có độ bền cơ học và đàn hồi tốt. Buna-S có khả năng chịu thời tiết tương đối tốt, nhưng không chịu được dầu và các chất dầu mỏ. Vì tính chất này, nó thường được sử dụng trong sản xuất lốp xe và các sản phẩm có yêu cầu độ bền cơ học cao.

Tóm lại, cả Buna-N và Buna-S đều là loại cao su tổng hợp phổ biến trong công nghiệp. Tuy có tính chất hóa học và cơ học khác nhau, nhưng cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng khác nhau do khả năng đáp ứng các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.

3. Một số bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna – S trong các dãy chất dưới đây là:

A. CH2=C(CH3)–CH=CH2, C6H5CH=CH2.

B. CH2=CH–CH=CH2, C6H5CH=CH2.

C. CH2=CH–CH=CH2, lưu huỳnh.

D. CH2=CH–CH=CH2, CH3–CH=CH2.

Đáp án B

Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butađien và stiren:

nCH2=CH−CH=CH2 + nC6H5CH=CH2 → (−CH2−CH=CH−CH2−CH(C6H5)−CH2−)n

Câu 2. Trong các nhận định dưới đây, nhận định nào đúng:

A. Cao su là polime thiên nhiên của isoprene.

B. Sợi xenlulozơ có thể bị đepolime hóa khi bị đun nóng.

C. Monome là mắt xích cơ bản trong phân tử polime.

D. Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn, do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

Đáp án D

Câu 3. Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là:

A. CH2=C(CH3)-CH=CH2, C6H5CH=CH2.

B. CH2=CH-CH=CH2, C6H5CH=CH2.

C. CH2=CH-CH=CH2, lưu huỳnh.

D. CH2=CH-CH=CH2, CH3-CH=CH2.

Đáp án B

Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butađien và stiren

nCH2=CH−CH=CH2 + nC6H5CH=CH2 → −[CH2−CH=CH−CH2−CH(C6H5)−CH2]−n

Câu 4. Cao su buna được tạo thành từ buta-1,3-đien bằng phản ứng

A. trùng hợp

B. trùng ngưng

C. cộng hợp

D. phản ứng thế

Đáp án A

Trùng hợp Buta-1,3-đien được cao su buna. nCH2=CH-CH=CH2 → (-CH2-CH=CH-CH2-)n.

Câu 5. Khẳng định nào sau đây không đúng khi nói về sự lưu hóa cao su?

A. Bản chất quá trình lưu hóa cao su là tạo ra những cầu nối (-S-S-)

B. Cao su lưu hóa có những tính chất hơn hẳn cao su thô như bền đối với nhiệt đàn hồi hơn lâu mòn, khó tan trong dung môi hữu cơ

C. Cao su lưu hóa có cấu tạo mạng không gian

D. Nhờ sự lưu hóa mà cao su có những tính chất vật lí hơn cao su thô như: tính đàn hồi, tính dẻo, bền với tác động của môi trường

Đáp án D

Câu 6. Chất nào sau đây có khả năng trùng hợp thành cao su?

A. CH2=C(CH3)CH=CH2

B. CH3 – C(CH3)=C=CH2

C. CH3 – CH2 – C ≡ CH

D. CH3 – CH = CH – CH3

Đáp án A

Câu 7. Từ tinh bột điều chế cao su buna theo sơ đồ sau: Tinh bột → glucozơ → ancol etylic → but-1,3-đien → cao su buna. Hiệu suất của quá trình điều chế là 75%, muốn thu được 32,4 kg cao su buna thì khối lượng tinh bột cần dùng là:

A. 129,6 kg

B. 12,96 kg

C. 1296 kg

D. 1,296 kg

Đáp án A

(C6H10O5)n → nC6H12O6 → 2nC2H5OH → nC4H6 → (C4H6)n.

nCao su buna = 0,6 kmol → nC6H10O5 = 0,6/75% = 0,8 kmol → m tinh bột = 129,6 kg

Câu 8. Có thể điều chế chất dẻo PVC bằng phản ứng trùng hợp monome nào sau

A. CH2=CHCH2Cl

B. CH3CH=CH2

C. CH2=CHCl

D. CH2=CH2

Đáp án C

Câu 9. Cho các phát biểu sau:

(a) Khi thủy phân este no mạch hở trong môi trường kiềm sẽ cho muối và ancol.

(b) Phản ứng giữa axit với ancol tạo thành este được gọi là phản ứng este hóa.

(c) Xenlulozo là polime thiên nhiên và là nguyên liệu để sản xuất các tơ tổng hợp

(d) Monome là các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime

(e) Cao su Buna-S được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng

(f) Protein dạng sợi dễ dàng tan trong nước tạo thành dung dịch keo

Số phát biểu đúng là

A. 4

B. 5

C. 3

D. 2

Đáp án C

(a) Đúng Khi thủy phân este no mạch hở trong môi trường kiềm sẽ cho muối và ancol.

(b) đúng Phản ứng giữa axit với ancol tạo thành este được gọi là phản ứng este hóa.

(c) sai vì Xenlulozo là polime thiên nhiên và là nguyên liệu để sản xuất các tơ bán tổng hợp.

(d) đúng Monome là các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime.

(e) sai vì cao su Buna-S được điều chế bằng phản ứng trùng hợp.

(f) sai vì protein dạng cầu dễ dàng tan trong nước tạo thành dung dịch keo.

=> Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Cân bằng phản ứng sau: C6H5OH + Br2 → C6H2Br3OH + HBr