Тефлон применение егэ

Задания

Версия для печати и копирования в MS Word

Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации. Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки.

Высокомолекулярные вещества, состоящие из больших молекул цепного строения, называются полимерами  (от греч. «поли» — много, «мерос» — часть). 

Например, полиэтилен, получаемый при полимеризации этилена CH₂=CH₂:     

  …-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-…  или   (-CH₂—CH₂-)_n  

 Молекула полимера называется макромолекулой (от греч. «макрос» — большой, длинный).   Молекулярная масса макромолекул достигает десятков — сотен тысяч (и даже миллионов) атомных единиц.

Соединения, из которых образуются полимеры, называются мономерами.

Например, пропилен (пропен) СН₂=СH–CH₃ является мономером полипропилена

Группа атомов, многократно повторяющаяся в цепной макромолекуле, называется ее структурным звеном.  

Мономеры – низкомолекулярные вещества, из которых образуются полимеры.

Степень полимеризации – число, показывающее количество элементарных звеньев в молекуле полимера.

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено:  (–CH₂–CH₂–)_n.

Классификация полимеров

Полимеры, макромолекулы которых построены строго определенным способом, называют регулярными.

Полимер называется стереорегулярным, если заместители R в основной цепи макромолекул (–CH₂–CHR–)_n расположены упорядоченно.

Стереорегулярные полимеры обладают гораздо лучшими свойствами – пластичностью, прочностью и теплостойкостью; они способны кристаллизоваться, в отличие от нерегулярных.

Классификация по структуре

По структуре полимеры делятся на: линейные, разветвленные и пространственные.

Линейные — макромолекулы состоят из последовательности повторяющихся звеньев с большим отношением длины молекулы к ее поперечному размеру (целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон).

Разветвленные — макромолекулы которых имеют боковые ответвления от цепи, называемой главной или основной (крахмал).

Сетчатые (пространственные) — химические связи имеются и между цепями (резина, фенолформальдегидные смолы).

Классификация по происхождению

По способу получения полимеры делятся на: природные, синтетические и искусственные.

Природные полимеры непосредственно существуют в природе (крахмал, целлюлоза и др.).

Синтетические полимеры получают полностью химическим путем в реакциях полимеризации и поликонденсации (полиэтилен, полихлорвинил, фенол-формальдегидные смолы, метилметакрилат и т.д.). Не имеют аналогов в природе.

Искусственные – получают модификацией натуральных полимеров (вискоза –модифицированная целлюлоза, резина –модификация натурального каучука).

Классификация по химическому характеру

По химическому характеру и составу полимеры и химические волокна бывают: полиэфирные, полиамидные, элементоорганические (например, кремнийорганические полимеры).

Полиэфирные полимеры — содержат группу сложных эфиров -СОО-.

Полиамидные полимеры — содержат пептидную связь -СО-NH₂-.

Элементоорганические полимеры — содержат атомы других химических элементов (помимо С, Н, О, N).

Классификация по способу получения

Полимеры получают либо реакциями полимеризации, либо поликонденсацией.

Полимеризация — процесс образования высокомолекулярного вещества(полимера) путём многократного присоединения молекул мономера к активным центрам в растущей молекуле полимера.

Например, образование полиэтилена происходит по механизму полимеризации:

Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов (обычно это вода).

Например, образование капрона протекает по механизму поликонденсации:

Свойства полимеров

По свойствам полимеры можно разделить на: термореактивные, термопластичные и эластомеры.

Термореактивные полимеры — пластмассы, переработка которых в изделия сопровождается необратимой химической реакцией, приводящей к образованию неплавкого и нерастворимого материала.

Например, фенолформальдегидные смолы, полиуретан.

Термопластичные полимеры — меняют форму в нагретом состоянии и сохраняют её после охлаждения.

Например, полиэтилен, полистирол, полихлорвинил и т.д.

Эластомеры – обладают высокоэластичными свойствами в широком интервале температур.

Например, натуральный каучук.

Полимеризация и поликонденсация

Полимеризация

Степень полимеризации — это число, показывающее сколько молекул мономера соединилось в макромолекулу. 

Степень полимеризации обычно обозначается индексом «n» за скобками, включающими в себя структурное (мономерное) звено:  (–CH₂–CH₂–)_n

Катализаторами полимеризации могут быть: металлический натрий, пероксиды, кислород, металлоорганические соединения, комплексные соединения.

Процесс образования высокомолекулярных соединений при совместной полимеризации двух или более различных мономеров называют сополимеризацией.

Например, схема сополимеризации этилена с пропиленом:

Важнейшие синтетические полимеры

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией полимеризации, и области их применения:

Поликонденсация

Поликонденсация – процесс образования высокомолекулярных соединений, протекающий по механизму замещения и сопровождающийся выделением побочных низкомолекулярных продуктов, обычно это вода.

Важнейшие синтетические полимеры, получаемые реакцией поликонденсации, и области их применения:

Задание №1:

Установите соответствие между веществом и схемой его получения:
ВЕЩЕСТВО:
А) дивиниловый каучук
Б) фенолформальдегидная смола
В) нейлон

СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ:
1) nCH₂=CHꟷCH=CH₂ →
2) nCH₂=C(CH₃)ꟷCH=CH₂ →
3) nC₆H₅OH + nCH₂OH →
4) nHOOCꟷ(CH₂)₄ꟷCOOH + nH₂Nꟷ(CH₂)₆ꟷNH₂ →
5) nCH₂(OH)ꟷCH₂OH + nHOOCꟷC₆H₄ꟷCOOH→

Решение:
Первое вещество — дивиниловый каучук; создание этого полимера привело к огромному скачку в химической промышленности, отчасти благодаря синтезу Лебедева, который получил бутадиеновый(дивиниловый) каучук путем пиролиза этилового спирта(1926 г.); соответственно, этот каучук получают из дивинила, ответ 1.

Дивинил непосредственно связан с названием углеводородного непредельного радикала винила (CH₂=CHꟷ) . Название «винил» с латинского vinum означает «вино»(указывает на связь с этиловым спиртом).

Второе соединение — фенолформальдегидная смола; по самому названию видно, что данная смола состоит из двух органических веществ — фенола(C₆H₅OH) и формальдегида(HCOH), которые в процессе поликонденсации образуют столь важное соединение, ответ 3.

Последнее вещество — нейлон(искусственное волокно, класса полиамидов, используется в качестве ткани для одежды), его получают поликонденсацией адипиновой кислоты(HOOCꟷ(CH₂)₄ꟷCOOH) и гексаметилендиамина(H₂Nꟷ(CH₂)₆ꟷNH₂), ответ 4.

Задание №2:

Установите соответствие между веществом, и процессом/оборудованием, который используется для его получения.
ВЕЩЕСТВО:
А) чугун
Б) сталь
В) алюминий

ПРОЦЕСС/ОБОРУДОВАНИЕ:
1) электролиз расплава поваренной соли
2) доменная печь
3) электролиз боксита в расплавленном криолите
4) мартеновская печь

Решение:
Итак, чугун, как ты знаешь, это сплав железа и углерода(С более 2,14%), для его получения используют доменную печь(1200 С), в которой происходит множество реакций, которые в совокупности приводят к образованию твердого, не пластичного, но хрупкого материала, ответ 2.
Сталь, как и чугун, имеет в своем составе углерод и железо, однако, имеет существенное различие в соотношении этих элементов(C до 2,14%), обладает легкостью, высокой пластичностью, стойкостью; сталь получают в мартеновской печи(1700 С), ответ 4.
Алюминий получают электролизом боксита в расплаве криолита, об этом я уже писала на предыдущем уроке, ответ 3.

Задание №3:

Установите соответствие между веществом и способом его получения:
ВЕЩЕСТВО:
А) полипропилен
Б) фторопласт
В) бутадиенстирольный каучук

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ:
1) вулканизация
2) полимеризация
3) поликонденсация
4) сополимеризация

Решение:
Полипропилен((C₃H₆)_n) — это полимер, который образуется путем полимеризации соответствующего алкена пропилена(C₃H₆), ответ 2.
Фторопласт — общее название фторсодержащих полимеров, к которым, в частности, относится политетрафторэтилен(тефлон). Его можно получить реакцией полимеризации тетрафторэтилена, ответ 2.
Бутадиенстирольный каучук является важнейшим сырьем для изготовления таких продуктов, как шины, кабели, и жевательные резинки(!), получить в промышленности такой каучук можно сополимеризацией, ответ 4.

Сополимеризация — это процесс получения сополимеров, по сути представляет совместную полимеризацию нескольких мономеров, например, бутадиена и стирола(оба имеют кратную связь). Различают радикальную, анионную и катионную сополимеризацию.

Задание №4:

Установите соответствие между веществом и областью его применения:
ВЕЩЕСТВО:
А) целлюлоза
Б) фосфоритная мука
В) медь
Г) алюминий

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) производство суперфосфата
2) искусственные волокна
3) электротехническая промышленность
4) получение стекла
5) производство аммиака

Решение:
Целлюлоза, (C₆H₁₀O₅)_n — это органический полимер, растительный углевод, из которого делают искусственные волокна, ответ 2.
Фосфоритная мука представляет собой минеральное фосфорное удобрение с <30% ортофосфата кальция, используется в производстве суперфосфата(кристаллогидрат дигидрофосфата кальция), ответ 1.
Медь используется в электротехнической промышленности за счет идеальной электропроводности и высоких параметров проводимости тепла, ответ 3.
Алюминий, также как медь, нашел свое применение в электротехнической промышленности в качестве материала для кабелей, шинопроводов, выпрямителей переменного тока, ответ 1.

Задание №5:

Установите соответствие между веществом и его воздействием на организм:
ВЕЩЕСТВО:
А) аргон и азот
Б) метанол
В) этанол
Г) соли свинца

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ:
1) наркотическое воздействие
2) токсическое воздействие, быстро приводящее к летальному исходу
3) токсическое воздействие, приводящее к тяжелым заболеваниям
4) не влияет на жизнеспособность организма
5) улучшает состояние организма

Решение:
Аргон и азот — это два газа, являются составными частями воздуха(азот>70%, аргон<1%), а значит, не имеют отрицательного влияния на организм, ответ 4.
Метанол — это яд, который в целом внешне похож на этанол, однако, употребление его перорально вызывает слепоту, а в дальнейшем смерть от удушья, ответ 2.
Этанол — это токсическое вещество, которое оказывает наркотическое действие на мозг, заставляя организм входить в непривычное и неестественное состояние опьянения, со временем оказывает только отрицательное влияние в виде проблем с почками, кожей, желудком, печенью, усугубляющее нормальное состояние человека, ответ 1.
Соли свинца воздействуют на организм человека отрицательно, приводя к тяжелым заболеваниям, ответ 3.

Задание №6:

Установите соответствие между схемой химической реакции и областью ее применения:
СХЕМА РЕАКЦИИ:
А) 2AgHal(облучение) → 2Ag + Hal₂
Б) PbS + 4H₂O₂ = PbSO₄ + 4H₂O
В) 2(OCl^—) = Cl₂ + O₂
Г) 2(NH₄)₂CO₃ → 2NH₃ + CO₂ + H₂O

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) реставрация картин
2) отбеливание тканей и дезинфекция
3) черно-белая фотография
4) хлебопекарная и кондитерская промышленность
5) получение синтетических красителей

Решение:
Первая реакция — облучение галогенида серебра применяется для черно-белых фотографий, ответ 3.
Вторая реакция — окисление сульфида свинца применяют в реставрации картин, ответ 1.
Третий процесс — получение чистого хлора и кислорода — всем известные процессы отбеливания и дезинфекции, ответ 2.
Последняя реакция — это разложение карбоната аммония, используется в хлебопекарной промышленности, ответ 4.

Задание №7:

Установите соответствие между раствором вещества и его применением в лаборатории:
РАСТВОР ВЕЩЕСТВА:
А) аммиачный раствор оксида серебра
Б) известковая вода
В) нитрат серебра
Г) бромная вода

ПРИМЕНЕНИЕ В ЛАБОРАТОРИИ:
1) обнаружение карбонат-ионов
2) обнаружение йодид-ионов
3) обнаружение альдегидов
4) обнаружение алкенов
5) обнаружение этанола

Решение:
Начнем с аммиачного раствора оксида серебра — это достаточно известная качественная реакция на альдегиды(в результате выделяется чистое серебра и аммоний — производное карбоновой кислоты), ответ 3.

!ВАЖНО: Муравьиная кислота(HCOOH) также может вступать в реакцию «серебрянного зеркала«.

Известковая вода(гашеная известь, Ca(OH)₂) используется в качестве обнаружения карбонат-ионов(карбонат кальция — это осадок белого цвета), ответ 1.
Нитрат серебра — эта соль может обнаруживать йодид-ионы(за счет осадка AgI), ответ 2.
Бромная вода является качественным реагентом на кратные связи, в том числе на алкены, ответ 4.

Задание №8:

Установите соответствие между веществом/ группой веществ и правилами работы с ними в лаборатории:
ВЕЩЕСТВО:
А) приготовление растворов кислот
Б) пламя горящего натрия можно погасить, используя
В) приготовление растворов твердых щелочей проводят
Г) пламя горящих органических веществ можно погасить, используя

ПРАВИЛА РАБОТЫ:
1) песок или порошковый огнетушитель
2) растворение проводят осторожно и в фарфоровой посуде
3) песок или углекислотный огнетушитель
4) растворение проводят осторожно, приливая холодную воду к веществу
5) растворение проводят осторожно, приливая вещество к холодной кислоте

Решение:
Приготовление растворов кислот — это ответственный процесс, так как большинство минеральных кислот являются опасными для органических субъектов, это действие проводят ПРИЛИВАЯ ВЕЩЕСТВО К ВОДЕ! Ответ 5.
Пламя горящего натрия можно погасить с помощью песка или порошкового огнетушителя(горящие щелочные металлы водой тушить НЕЛЬЗЯ), ответ 1.
Приготовление растворов твердых щелочей проводят естественно осторожно и в фарфоровой посуде, ответ 2.
Пламя горящих органических веществ можно погасить, используя песок или углекислотный огнетушитель, ответ 3.

Задание №9:

Установите соответствие между формулой вещества и его токсическими свойствами:
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА:
А) CO₂
Б) CO
В) HCl
Г) N₂

ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
1) ядовитый газ желто-зеленого цвета
2) ядовитый газ с резким запахом
3) ядовитый газ без цвета и запаха
4) не ядовитый газ без цвета и запаха
5) ядовитый газ с запахом тухлых яиц

Решение:
Первый в списке — углекислый газ, каждый знает его физические свойства, потому что он является составной частью воздуха, а также представляет собой тот газ, который мы выдыхаем, ответ 4.
Следующий газ — угарный, это ядовитый газ без цвета и запаха, ответ 3.
Хлороводород — это ядовитый газ с резким запахом, ответ 2.
Последним веществом является азот, этот газ входит в состав воздуха(>70%), это газ без запаха и цвета, ответ 4.

Задание №10:

Установите соответствие между формулой вещества и областью его применения:
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА:
А) C₃H₈O₃
Б) AlCl₃
В) CCl₄
Г) CH₄

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:
1) в качестве топлива
2) в качестве катализатора в органическом синтезе
3) в качестве растворителя
4) в медицине и в косметических средствах
5) получение каучука

Решение:
C₃H₈O₃ это глицерин, трехатомный спирт, который используется в косметических средствах и медицине, ответ 4.
Хлорид алюминия является катализатором в реакции изомеризации алканов, ответ 2.
Тетрахлоруглерод — это галогенпроизводное алканов, используемое в качестве растворителя, ответ 3.
Последнее вещество из списка — метан, так как он входит в состав нефти, то из него получают топливо для двигателей внутреннего сгорания, ответ 1.На этом все!

• Курс

Полиэтилен – твердый материал, полупрозрачный, бесцветный, легче воды, при нагревании размягчающийся. Свойства сильно зависят от способа его получения. Так называемый полиэтилен низкого давления имеет большую плотность и температуру плавления, а также более высокую прочность, чем полиэтилен высокого давления. Полиэтилен устойчив к действию кислот и щелочей, поэтому он применяется для изготовления различных частей химического оборудования, некоторой лабораторной посуды. Из полиэтиленовой пленки изготовляют различную упаковку.

Полипропилен похож по свойствам на полиэтилен, но обладает более высокой прочностью и температурой плавления. Полипропилен применяют так же, как и полиэтилен.

Тефлон представляет собой политетрафторэтилен (–CF₂–CF₂–)n, получаемый полимеризацией тетрафторэтилена CF₂=CF₂. Тефлон обладает очень высокой химической стойкостью (не реагирует с концентрированными кислотами и щелочами даже при нагревании). Поэтому из тефлона изготовляют детали химической аппаратуры. Тефлон применяют также для изготовления антипригарных покрытий для кухонной посуды.

Синтетические полимеры

Ключевые слова конспекта: Синтетические полимеры. Пластмассы (полистирол, тефлон, поливинилхлорид). Волокна (капрон, нейлон, кевлар, лавсан).

Пути синтеза полимерных цепей

Вы уже познакомились с природными и искусственными полимерами. Однако в повседневной жизни вам чаще всего приходится сталкиваться с полимерными веществами, которые созданы не природой и не на основе природного полимерного сырья, а синтезируются на основе низкомолекулярных исходных веществ (мономеров) и являются продуктом химического производства. Их так и называют — синтетические полимеры.

Высокомолекулярные вещества могут быть получены из мономеров в результате реакций полимеризации или поликонденсации.

Главное отличие полимеризации от поликонденсации заключается в том, что в последнем случае, помимо полимера, образуется второй продукт реакции с небольшой молекулярной массой.

И в реакцию полимеризации, и в реакцию поликонденсации может вступать как один мономер, так и смесь нескольких. В последнем случае высокомолекулярный продукт часто называют сополимером.

Важнейшие синтетические полимеры

Синтетические каучуки получают исключительно реакциями полимеризации. Мономерами в таких синтезах выступают диеновые углеводороды. Вам уже знакомы бутадиеновый и изопреновый каучуки.

Синтетические каучуки играют важную роль в технике и в быту. Общий объём мирового производства каучуков составляет более 15 млн. тонн в год.

Также химическая промышленность выпускает другие синтетические полимерные материалы, например широко применяемый полиэтилен.

Если в молекуле этилена один атом водорода заменить на одновалентный радикал бензола — фенил, то можно получить исходный мономер, лежащий в основе производства другой важной пластмассы — полистирола. Формула стирола С₆Н₅—СН=СН₂.

Из полистирола производят огромное количество различных изделий, которые благодаря малой токсичности полимера применяют в быту. Это одноразовая посуда, упаковка, детские игрушки и т. д. Строительная индустрия использует теплоизоляционные плиты и сэндвич-панели, облицовочные и декоративные материалы, звукопоглощающие конструкции из полистирола. В медицине из этого полимера изготавливают системы переливания крови, чашки Петри, вспомогательные одноразовые инструменты. Вспененный полистирол в виде пенопласта используют в качестве упаковочного материала. Пластмассы на основе полистирола — перспективный материал для изготовления корпусов бытовой техники и приборов.

В 1938 г. в США был получен уникальный полимер путём полимеризации тетрафторэтилена CF₂=CF₂. Новый материал получил название тефлон:

Тефлон химически инертен, обладает высоким коэффициентом прочности, поэтому его широко используют в различных отраслях промышленности, в медицине, для транспортных средств и в военных целях, где он идёт на производство различных покрытий.

Благодаря особым антипригарным свойствам поверхности тефлон используют для покрытия сковородок, кастрюль, форм для выпечки.

Однако в последнее время появились сведения о небезопасности использования тефлоновых покрытий для изготовления кухонной посуды. Он всё больше вытесняется керамикой.

Для изготовления труб, изоляции электропроводов, искусственной кожи, изоленты, плёнки и многого другого применяют поливинилхлорид (ПВХ) — продукт полимеризации винилхлорида, который, в свою очередь, получают гидрохлорированием ацетилена:

Синтетические волокна

Полимеры составляют основу не только пластмасс, но и волокон. С синтетическими волокнами мы познакомимся на примере капрона. Капрон — это продукт поликонденсации аминокапроновой кислоты:

В 1936 г. немецкий химик Пауль Шлак исследовал свойства аминокапроновой кислоты. При нагревании раствора вещества учёный получил вязкую массу, затвердевшую при охлаждении. Новый материал оказался очень прочным, подвергался механической обработке, но главное — размягчался при нагревании. При нагревании синтетические волокна размягчаются и становятся пластичными, им можно придать желаемую форму, которая сохраняется при снижении температуры. Новое вещество получило название капрон.

Капрон обладает высокой устойчивостью к действию разбавленных кислот и щелочей, прочностью на изгиб, стойкостью к истиранию. Изделия из него сразу же нашли техническое применение:

• 1) морские канаты в несколько раз легче и прочнее самых лучших пеньковых, очень эластичны и не рвутся при рывках;
• 2) рыболовные сети не намокают и не гниют;
• 3) прочная кордовая сетка используется в автомобильных и авиационных шинах, обеспечивая их износостойкость;
• 4) резервуары ёмкостью до 600 т применяют для хранения и транспортировки нефти;
• 5) шестерни изнашиваются меньше, чем металлические, и совершенно бесшумны в работе.

Однако главное свойство капрона — способность образовывать тонкие и очень прочные нити. Из 1 г капрона можно вытянуть нить длиной до 10 км! Пара женских капроновых колготок весит 10—20 г, на их изготовление требуется около 10 км нити. Прочность капронового шнура превышает прочность латунной, медной и алюминиевой проволоки.

В настоящее время из капроновых нитей делают искусственный мех, шарфы, чулочно-носочные изделия, ковры, обивочный материал, щётки, парашютную ткань. Изделия из капрона не боятся моли и плесени, не гниют, после стирки быстро сохнут и принимают прежний вид, не гигроскопичны и не боятся влаги.

Приведём примеры других синтетических волокон.

Из нейлона (в России чаще используют название анид) изготавливают искусственный шёлк, парашютную ткань, щетинку для зубных щёток и даже детали машин.

Кевлар в 4 раза легче, чем сталь, при этом он в 5 раз прочнее! Кроме того, этот материал огнестоек и гибок. Из него изготавливают защитные костюмы пожарных и автогонщиков, пуленепробиваемые жилеты (рис. 58) и куртки фехтовальщиков.

Наиболее важным из группы синтетических полиэфирных волокон является лавсан. Ткани из лавсана идут на пошив мужских сорочек, дамского платья, трикотажа. В смеси с шерстью из них изготавливают материал для пальто и костюмов. Лавсановые изделия не мнутся и хорошо сохраняют форму.

Например, на мужских брюках из лавсана долго сохраняется стрелка, а ткань на коленях не вытягивается.

Поистине химия — наука чудес! Она способна создавать такие материалы, которые по своим свойствам значительно превосходят природные.

Конспект урока по химии «Синтетические полимеры». В учебных целях использованы цитаты из пособия «Химия. 10 класс : учеб, для общеобразоват. организаций : базовый уровень / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М. : Просвещение». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии