Polime: Khái niệm, cấu tạo, tính chất và ứng dụng

Polime – một hợp chất hóa học với tên gọi vô cùng quen thuộc đối với tất cả chúng ta. Nhưng bạn có biết polime thực sự là gì? Cùng tìm hiểu khái niệm chi tiết, cấu tạo, tính chất và ứng dụng của hợp chất này trong bài viết dưới đây.

Thành thạo 2.000 + từ và 6.000 câu tiếng anh Phát triển tổng lực 4 kỹ năng và kiến thức tiếng anh Giỏi Toán – tiếng Anh theo chiêu thức tân tiến Phát triển EQ và năng lực tiếng ViệtĐăng ký ngay để được Monkey tư vấn mẫu sản phẩm tương thích cho con .

10 triệu++ trẻ em tại 108 nước đã giỏi tiếng Anh như người bản xứ & phát triển ngôn ngữ vượt bậc qua các app của Monkey

Bạn đang đọc: Polime: Khái niệm, cấu tạo, tính chất và ứng dụng

Khái niệm polime là gì?

Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn, được tạo nên bởi nhiều mắt xích liên kết với nhau. Những mắt xích này là được kết nối với nhau thông qua các liên kết cộng hóa trị – hai phân tử hoặc nhiều hơn hai sẽ được kết nối lại với nhau, chúng có chung một cặp electron. Các phân tử ban đầu tạo nên từng mắc xích của polime gọi là monome.

Ví dụ :
Polietilen ( – CH2 – CH2 – ) n thì – CH2 – CH2 – là mắt xích ; n là thông số trùng hợp .
Chỉ số n gọi là thông số polime hóa, độ polime hóa n càng lớn thì phân tử khối của polime càng cao .
Polime có nhiều trong tự nhiên, ví dụ nổi bật là những chất hóa học cơ bản như : DNA và RNA. Bên cạnh đó, có những loại polime tự nhiên khác quen thuộc xung quanh ta như lụa, tóc, móng tay, móng chân, xenlulozo, và protein … Bên cạnh đó, chúng còn có nguồn gốc từ khí tự nhiên hoặc than đá, dầu thô .

Polime có những cách phân loại nào? 

Hiện nay, polime được chia thành nhiều loại khác nhau, dựa vào nguồn gốc, cách tổng hợp và đặc thù cấu trúc .

Dựa vào nguồn gốc

Dựa vào nguồn gốc, polime được chia thành hai loại chính : Polime có nguồn gốc tự nhiên và polime tổng hợp .

• Polime có nguồn gốc từ thiên nhiên như cao su, xenlulozơ… 

• Polime tổng hợp do con người tổng hợp nên như polietilen, nhựa phenol-fomanđehit. 

• Ngoài ra, polime tự tạo ( hay được gọi là bán tổng hợp ) được lấy từ polime vạn vật thiên nhiên và chế hóa thành polime mới như xenlulozơ trinitrat, tơ visco …

Dựa vào cách tổng hợp

Dựa vào cách tổng hợp, polime được chia thành hai loại chính như sau :

• Polime trùng hợp được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp: (–CH2–CH2–)n và (–CH2–CHCl–)n. 

• Polime trùng ngưng được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng: (–HN–[CH2]6–NH–CO–[CH2]4–CO–)n

Dựa vào cấu trúc:

Bên cạnh đó, polime còn được phân loại dựa vào đặc thù cấu trúc .

• Polime có mạch không phân nhánh, ví dụ như: PVC, PE, PS, cao su, xenlulozơ, tinh bột…

• Polime có mạch nhánh, ví dụ như amilopectin, glicogen.

• Polime có cấu trúc mạng không gian, ví dụ như rezit, cao su lưu hóa.

Đặc điểm cấu trúc polime

Phân tử polime được cấu tạo bởi nhiều mắt xích liên kết với nhau. 

Ví dụ :

Các mắt xích này link với nhau tạo thành mạch thẳng hoặc mạch nhánh. Mạch phân tử polime hoàn toàn có thể link với nhau bằng cầu nối là những nhóm nguyên tử, tạo ra mạng khoảng trống .
Ví dụ :
Mạch thẳng ( mạch không phân nhánh ). Ví dụ : polietilen, amilozơ …
Mạch phân nhánh. Ví dụ : amilopectin, glicogen …
Mạch mạng lưới ( mạng khoảng trống ). Ví dụ : cao su đặc lưu hóa, nhựa bakelit …

Phần lớn những polime thường là chất rắn, không bay hơi, không tan trong nước hoặc những dung môi thường thì .

Tính chất vật lý Polime

Tính chất vật lý của polime nổi bật nhất là: Nó tồn tại ở dạng chất rắn, không bay hơi, không có nhiệt độ nóng chảy xác định (thường nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ khá rộng). Khi nóng chảy, đa số polime tạo ra chất lỏng nhớt, để nguội sẽ rắn lại và được gọi là chất nhiệt dẻo. Một số polime khác không nóng chảy khi đun mà bị phân hủy ngay, được gọi là chất nhiệt rắn.

Hầu hết những loại polime không tan trong nước hoặc những dung môi thường thì. Chỉ 1 số ít polime tan được trong dung môi thích hợp cho dung dịch nhớt, ví dụ như polibutadien tan trong benzen .
Nhiều polime có tính dẻo ( polietilen, polipropilen … ), 1 số ít có tính đàn hồi ( polibutađien, poliisopren … ) và một số ít hoàn toàn có thể kéo thành sợi dai bền ( nilon-6, xenlulozo, … ). Có polime trong suốt mà không giòn, nhiều polime có tính cách điện, cách nhiệt ( polietilen, poli ( vinyl clorua ), … ) hoặc bán dẫn ( polianilin, polithiophen, … )

Tính chất hóa học của polime

Polime hoàn toàn có thể tham gia được với ba phản ứng như phân cắt mạch, phản ứng giữ nguyên mạch và phản ứng tăng mạch cacbon. Ba phản ứng này quyết định hành động đặc thù hóa học của polime .

• Phản ứng phân cắt mạch: Polime có nhóm chức trong mạch rất dễ bị thủy phân. Polime trùng hợp sẽ bị nhiệt phân ở mức nhiệt độ xác định để tạo ra các đoạn ngắn, cuối cùng sẽ tạo thành monome ba đầu. Phản ứng nhiệt phân polime thành các monome được gọi là phản ứng giải trùng hợp hay depolime hóa. Một số polime bị oxi hóa cắt mạch. 

• Phản ứng giữ nguyên mạch: Các polime có liên kết đôi ở trong mạch hoặc các nhóm chức ngoại mạch thì có thể trực tiếp tham gia vào các phản ứng đặc trưng của liên kết đôi cũng như nhóm chức đó. 

• Phản ứng tăng mạch: Khi ở điều kiện thích hợp (nhiệt độ, chất xúc tác..),các mạch polime có thể kết nối với nhau để hình thành nên mạch dài hơn hoặc tạo thành các mạng lưới, chẳng hạn như các phản ứng lưu hóa chuyển cao su thành cao su lưu hóa, chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit,… Trong công nghệ, phản ứng nối các mạch polime với nhau tạo thành mạng không gian, gọi là phản ứng khâu mạch polime. 

Xem thêm: 

Phản ứng điều chế polime 

Người ta điều chế polime bằng phản ứng trùng hợp hoặc phản ứng trùng ngưng.

Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là quy trình tích hợp nhiều phân tử nhỏ ( monome ) giống nhau hay tựa như nhau thành phân tử rất lớn ( polime ). Điều kiện cần về cấu trúc của monome tham gia phản ứng trùng hợp là trong phân tử phải có link bội hoặc là vòng kém bền hoàn toàn có thể mở ra .

• Liên kết bội

  Xem thêm: Review con máy Vsmart Aris:

Ví dụ : CH2 = CH2, CH2 = CH – C6H5

• Vòng kém bền

Ví dụ :

Phản ứng trùng ngưng

Phản ứng trùng ngưng là quy trình tích hợp nhiều phân tử nhỏ ( monome ) thành phân tử rất lớn ( polime ), đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác ( như H2O … ). Nói cách khác, trùng ngưng là quy trình ngưng tụ nhiều phân tử nhỏ thành phân tử lớn. Để xảy ra phản ứng này, những monome tham gia phản ứng phải có tối thiểu hai nhóm chức có năng lực phản ứng để tạo được link với nhau .
Ví dụ :

Ứng dụng của polime trong đời sống, sản xuất

Trong đời sống, polime đóng một vai trò khá quan trọng trong nhiều nghành nghề dịch vụ và những ngành nghề khác nhau. Hợp chất này được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như dệt may, vỏ hộp, văn phòng phẩm, nhựa, máy bay, kiến thiết xây dựng, đồ chơi …. Ba ứng dụng điển hình nổi bật nhất của polime trong đời sống và sản xuất đó là làm chất dẻo, tơ và ca su .

Chất dẻo

Chất dẻo là một loại vật tư có tính dẻo, được sản xuất từ polime. Bên cạnh polime, thành phần của nó hoàn toàn có thể có 1 số ít chất khác như : Chất hóa dẻo ( làm tăng tính dẻo, thuận tiện cho gia công sản phẩm ), chất độn làm tăng độ bền cơ học, tăng chịu nước, chịu nhiệt ), chất phụ gia tạo màu, tạo mùi, tăng độ bền so với môi trường tự nhiên ) .
Chất dẻo có nhiều ưu điểm như nhẹ, bền, cách điện, cách nhiệt, dễ gia công, nhiều sắc tố … Hiện nay, chất dẻo đã thay thế sửa chữa sắt kẽm kim loại, sành sứ, thủy tinh trong nhiều nghành nghề dịch vụ .

Tơ

Tơ là những polime vạn vật thiên nhiên hay polime tổng hợp có cấu trúc mạch thẳng và hoàn toàn có thể lê dài thành sợi. Dựa vào nguồn gốc và quy trình sản xuất, tơ được phân loại thành tơ vạn vật thiên nhiên ( có sẵn trong tự nhiên như tơ tằm, sợi bông, sợi đay ), và tơ hóa học – được chế biến từ polime vạn vật thiên nhiên hoặc những chất đơn thuần .

Tơ hóa học được ưu thích hơn tơ vạn vật thiên nhiên vì nó có nhiều ưu điểm như bền, đẹp, dễ giặt, phơi nhanh khô .

Cao su

Cao su là polime vạn vật thiên nhiên hay polime tổng hợp có tính đàn hồi. Người ta cũng phân loại cao su đặc thành 2 loại : cao su đặc vạn vật thiên nhiên và cao su đặc tổng hợp. Trong đó, phổ cập nhất là cao su đặc buna. Cao su được sử dụng thoáng đãng trong nhiều nghành nghề dịch vụ khác nhau của nền kinh tế tài chính như sản xuất những loại lốp xe, vỏ bọc dây điện, áo mưa, áo lặn …

Ưu điểm điển hình nổi bật của cao su đặc là tính đàn hồi, không thấm nước, không thấm khí, chịu mài mòn và cách điện .

Bài tập về polime SGK Hóa học 9 kèm lời giải chi tiết nhất

Cùng vận dụng những triết lý cơ bản của polime bên trên để thực hành thực tế một số ít bài tập SGK Hóa 9 sau .

Bài tập 1 (trang 165 SGK Hóa 9)

Chọn câu đúng nhất trong những câu sau :
a ) Polime là những chất có phân tử khối lớn .
b ) Polime là những chất có phân tử khối nhỏ .
c ) Polime là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều loại nguyên tử link với nhau tạo nên .
d ) Polime là những chất có phân tử khối rất lớn do nhiều mắt xích link với nhau tạo nên .

Gợi ý đáp án: 

Đáp án đúng : d .

Bài tập 2 (trang 165 SGK Hóa 9)

Hãy chọn những từ và cụm từ thích hợp rồi điền vào những chỗ trống :
a ) Polime thường là chất … không bay hơi .
b ) Hầu hết những polime đều … trong nước và những dung môi thường thì .
c ) Các polime có sẵn trong vạn vật thiên nhiên gọi là polime … còn những polime do con người tổng hợp ra từ những chất đơn thuần gọi là polime …
d ) Polietilen và poli ( vinyl clorua ) là loại polime … còn tình bột và xenlulozơ là loại polime …

Gợi ý đáp án: 

Các cụm thích hợp là :
a ) Polime thường là chất rắn không bay hơi .
b ) Hầu hết những polime đều không tan trong nước và những dung môi thường thì .
c ) Các polime có sẵn trong vạn vật thiên nhiên gọi là polime vạn vật thiên nhiên còn những polime do con người tổng hợp ra từ những chất đơn thuần gọi là polime tổng hợp .
d ) Polietilen và poli ( vinyl clorua ) là loại polime tổng hợp còn tinh bột và xenlulozơ là loại polime vạn vật thiên nhiên .

Bài tập 3 (trang 165 SGK Hóa 9)

Trong những phân tử polime sau : polietilen, xenlulozơ, tinh bột ( aminopectin ), ppli ( vinyl clorua ), những phân tử polime nào có cấu trúc mạch giống nhau ? Hãy chỉ rõ loại mạch của những phân tử polime đó .

Gợi ý đáp án: 

Phân tử polime có cấu trúc mạch thằng : Polietilen, poli ( vinyl clorua ), xenlulozơ, phân tử polime có cấu trúc mạch nhánh : tinh bột ( aminopectin ) .

Bài tập 5 (trang 165 SGK Hóa 9)

Khi đốt cháy một loại polime chỉ thu được khí CO2 và hơi nước với tỉ lệ số mol CO2 : số mol H2O = 1 : 1 .
Hỏi polime trên thuộc loại nào trong số những polime sau : Polietilen, poli ( vinyl clorua ), tinh bột, protein ? Tại sao ?

Gợi ý đáp án: 

Xem thêm: So sánh PLC và vi điều khiển

Khi đốt cháy một loại polime cho số mol CO2 bằng số mol H2O thì polime đó là polietilen .
Poli ( vinyl clorua ), protein khi đốt cháy sẽ có mẫu sản phẩm khác ngoài CO2, H2O. Tinh bột đốt cháy cho tỉ lệ số mol CO2 : số mol H2O khác nhau .

Như vậy, bài viết trên đây đã cung cấp cho bạn một cách chi tiết những kiến thức quan trọng về polime như khái niệm, cấu tạo, tính chất và ứng dụng của nó trong đời sống. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn có thêm thật nhiều thông tin bổ ích. Đừng quên chia sẻ bài viết và truy cập website của Monkey mỗi ngày để cập nhập thêm nhiều bài học thú vị khác. 

Source: https://vh2.com.vn
Category : Đánh Giá