Тетрафторэтилен область применения егэ

Область применения:

Аммиак — производство удобрений

Метан (природный газ) — в качестве топлива , энергетика

Изопрен — получение каучука

Этилен — получение пластмасс

капролактам — получение капрона

пропан —  в качестве топлива

изопрен —  получение каучука

стирол  — получение полистирола

пропилен —  получение
полипропилена

гидроксид аммония —  в медицине

оксид кремния —  получение стекол

сера — процесс вулканизации резины

тетрахлорид углерода —  в качестве растворителя

ацетон —  в качестве растворителя

углерод – для  металлургия , для
производство чугуна

стирол  — для производство
пластмасс

азот —  для производство
удобрений

уксусная кислота  — для производство
волокон, для пищевая промышленность

фосфорная кислота  — для
производство удобрений

      кислород —  для металлургия

бензол  —  -для
производство пластмасс

хлор  — для производство
пластмасс , производство органических растворителей

азотная кислота-  для 
производство удобрений

карбонат кальция – для
производство стекла

 углекислый газ – для  пищевая
промышленность

аргон создание инертной
атмосферы

карбонат натрия – для 
производство стекла

озон  — для очистка воды

кислород – для  производство
стали

 Алюминий – из  электролиз
расплава

железо – из  восстановление
оксида углеродом

 Натрий —  электролиз расплава

кремний  — восстановление оксида
углеродом

Аммиак -из  воздуха

Стекло – из  сода

этилен  — из нефть

 чугун – из  магнитный железняк

Хлор —  водный раствор хлорида
натрия

 медь  — халькопирит

полипропилен  — получают из
пропилен

полиэтилен —  получают из этилен

железо —  получают из гематит,
пирит

Этанол —  получают из древесина

Кислород —  получают из воздух

углекислый газ —  получают из
дымовые газы

фтор — получают из расплав
фторида калия

Процессы:

электролиз воды  — получение
легких газов (водород, кислород)

крекинг нефтепродуктов — 
получение бензина

перегонка (фракционирование)
сжиженного воздуха —  получение легких газов (азот, кислород)

брожение древесины или соломы — 
получение этанола

горение —  получение тепловой
энергии

 этерификация —  получение
сложных эфиров

  полимеризация  — получение пластмасс и резины

вулканизация —
получение резины

перегонка (фракционирование)
сжиженного воздуха — получение легких газов (азот, кислород)

прокаливание фосфатов кальция с
углем и диоксидом кремния — получение фосфора

каталитическое окисление
диоксида серы в триоксид серы — получение серной кислоты

сшивание
молекул каучука в единую пространственную сеть — вулканизация

термическое или каталитическое
разложение тяжелых углеводородов —  крекинг

присоединение воды к
непредельным соединениям —  гидратация

реакция образования сложных
эфиров при взаимодействии кислот и спиртов  — этерификация

присоединение водорода к
непредельным соединением с получением предельных соединений —  гидрирование

замещение
водорода на галоген — радикальное галогенирование

присоединение воды к
непредельным соединениям  — гидратация

присоединение водорода к
непредельным соединением с получением предельных соединений —  гидрирование

 переработка каменного угля  —
коксование

Способ
разделения:

воды и октана —  разделение с
помощью делительной воронки

воды и карбоната кальция
–разделение  фильтрованием

железо и нитрат калия  -с
помощью магнита

железо и магний  — разделить с помощью
магнита

железа и меди  -разделение  с
помощью магнита

гексана и бензола —  разделение фракционной
перегонкой

Цвет
пламени:

соли борной кислоты- зеленое
пламя

соли стронция  —  карминово-красное
пламя

соли калия – фиолетовое пламя

соли кальция — кирпично-красное
пламя

соли натрия —  желтое пламя

соли калия  — фиолетовое пламя

соли меди —  зеленое пламя

соли бария —
желто-зеленое

соли лития — красное

Применяется для получения фторопласта (политетрафторэтилена), различных сополимеров (например, с этиленом, гексафторпропиленом, нитрозоперфторалканами и другими олефинами), инертных тяжелых жидкостей и смазок, а также ряда фторорганических соединений.

Применение фторопласта

Текафлон

В 1938 году ученый-химик Рой Планкетт случайно обнаружил, что закачанный им в балоны под давлением газообразный тетрафторэтилен полимеризовался в белый парафино-подобный порошок. Так из тетрафторэтилена впервые был изобретент полимер — тефлон. Впоследствии оказалось, что тефлон обладает уникальными фрикционными свойствами (то есть отлично скользит) и чрезвычайно химически устойчив к воздействию агрессивных ср

ед. На разработку технологии его получения понадобился год: 1 июля 1939 года была подана патентная заявка. Слово «Тефлон» является зарегистрированной торговой маркой корпорации DuPont. Непатентованное название вещества — «политетрафторэтилен» или «фторополимер».

В первую очередь подчеркиваются функциональные свойства тефлона, такие как:

• низкий коэффициент трения;

• поверхность, к которой ничего не прилипает;

• устойчивость к химикатам (можно кипятить в «Царской водке»);
• биологическая устойчивость (не разрушается ферментами и микробами);
• стабильность при температурах от -100°С до + 260°С;
• невосприимчивость к воздействию воды (даже многолетнему);
• высокая прочность и долговечность;
• физиологическая нейтральность (разрешен к употреблению в пищевой промышленности организациями BGA (Федеральный Союз оптовой и внешней торговли) и FDA (Комитет пищевой и лекарственной промышленности США);
• негорючесть;

• простота в обработке.

Наибольшую известность тефлон получил благодаря широкому применению в производстве посуды с антипригарным покрытием.

Уникальные свойства тефлона делают изделия из него незаменимыми в химической, электротехнической промышленности, приборостроении, машиностроении, пищевой, легкой и медицинской промышленности. Тефлон пользуется огромным спросом в

нефтеперерабатывающей отрасли.

Тетрафторэтилен
Общие
Систематическое наименование	Тетрафторэтилен
Сокращения	ТФЭ, мономер 4
Традиционные названия	Перфторэтилен
Хим. формула	C2F4
Термические свойства
Т. плав.	-131,15 °C
Т. кип.	−76,5 °C
Кр. точка	температура 33,3°C плотность: 5,72 кг/м3
Классификация
Рег. номер CAS	116-14-3
PubChem	8301
Рег. номер EINECS	204-126-9
SMILES	C(=C(F)F)(F)F
InChI	1S/C2F4/c3-1(4)2(5)6 BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	38866
ChemSpider	8000
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Тетрафторэтиле́н — химическое соединение углерода и фтора с химической формулой C₂F₄, один из представителей фторолефинов — непредельных фторорганических соединений.

Физические и химические свойства

Тетрафторэтилен — тяжёлый газ (почти в 3,5 раза тяжелее воздуха), без цвета и запаха.

Молекула тетрафторэтилена плоская, межъядерное расстояние C-C — 1,33 ± 0,06 Å, межъядерное расстояние C-F — 1,30 ± 0,02 Å, угол между связями FCF — 114 ± 3°^[1].

Тетрафторэтилен является мономером многих полимеров (пластмасс), легко полимеризуется и сополимеризуется практически со всеми мономерами: этиленом, пропиленом, фтористым винилиденом, трифторхлорэтиленом и другими, образуя фторопласты часто с уникальными свойствами^[2].

Получение тетрафторэтилена

В лабораторных условиях тетрафторэтилен получают дебромированием 1,2-дибромтетрафторэтана цинком^[2]:

или деполимеризацией политетрафторэтилена в техническом вакууме:

В промышленности тетрафторэтилен получают пиролизом хлордифторметана (хладона-22)^[2][3]:

Считается, что процесс пиролиза протекает через образование промежуточного дифторкарбена^[4]:

Процесс пиролиза сопровождается образованием большого числа побочных продуктов: гексафторпропилена, октафторциклобутана и многих других.

Физические свойства^[2]

Стандартная энтальпия образования  — −659,5 кДж/моль

Теплота плавления 7,714 кДж/моль

Пожароопасность^[2]

Класс опасности 4.

Тетрафторэтилен — горючий газ. Температура самовоспламенения 190 °C.

Чистый тетрафторэтилен — взрывоопасный газ при давлении выше 0,25 МПа. При этом происходит взрывная полимеризация. Инициаторы взрыва: кислород, пероксидные соединения, оксиды металлов переменной валентности.

Жидкий тетрафторэтилен детонационными свойствами не обладает.

Химические свойства

На палладиевом катализаторе тетрафторэтилен присоединяет водород с образованием 1,1,2,2-тетрафторэтана^[3].

При освещении актиничным светом тетрафторэтилен подвергается галогенированию^[2][3].

В жёстких условиях тетрафторэтилен сгорает в кислороде, образуя тетрафторметан и диоксид углерода^[2].

При повышенной температуре тетрафторэтилен подвергается циклодимеризации с образованием октафторциклобутана^[2].

Пиролиз тетрафторэтилена сопровождается образованием гексафторпропилена. Считается, что образование гексафторпропилена основано на реакциях дифторкарбена^[2][4]

На реакции пиролиза тетрафторэтилена основано промышленное производство важного фторсодержащего мономера — гексафторпропилена^[2][3][4]

Тетрафторэтилен легко полимеризуется по радикальному механизму в присутствии любых источников радикалов. Полимеризацию осуществляют как суспензионным, так и эмульсионным способом.

Получаемый политетрафторэтилен выпускается в виде различных марок: Ф-4, Ф-4ПН-90; Ф-4ПН-40; Ф-4ПН-20; Ф-4D и т. д.^[5]

Тетрафторэтилен вступает в реакцию радикальной сополимеризации с различными мономерами:

• с этиленом — фторопласт-40 (Ф-40);
• с гексафторпропиленом — фторопласт-4МБ (Ф-4МБ);
• с фтористым винилиденом — фторопласт-42 (Ф-42)^[5]

Токсичность

Тетрафторэтилен является сосудистым ядом, раздражает слизистые оболочки глаз и органов дыхания, поражает центральную нервную систему, вызывает отёк лёгких, имеет нефротоксическое действие^[6].

ПДК _р.з = 30 мг/м³; ПДК _м.р. = 6 мг/м³; ПДК _СС = 0,5 мг/м³

См. также

• Политетрафторэтилен
• Фторорганические соединения
• Хлордифторметан
• Фторопласты

Примечания

(перфторэтилен, мономер М-4) CF₂=CF₂, мол. м. 100,02; бесцв. газ без запаха; т. пл. — 131,15 °С, т. кип. — 76,3 °С;1,519; t _крит 33,3⁰ С, p _крит 3,95 МПа, d _крит 0,572 г/см ³; давление пара (МПа): 0,0822 (-80°С), 1,004 (-20°С), 1,776 (0°С), 2,928 (20 °С), 3,691 (30 °С); DH _исп 16,53 кДж/моль (при -76,3°С), Ч 659,5 кДж/моль; р-римость в воде 0,018% по массе (20 °С), в тетрафтордибромэтане 10,7% (-20°С) и 2,7 (20 °С).

По хим. св-вам — типичный фторолефин. В атмосфере О ₂ разлагается до СО ₂ и CF₄, при 200 °С начинается термич. разложение, при 600-800°С образуются продукты внедрения дифторкарбена и димеризации:

В контролируемых условиях (О ₂, УФ облучение) окисляется до малостабильного тетрафторэтиленоксида; последний легко превращ. в олигомерные перфторполи-эфиры:

В присут. источников аниона F^— в апротонных полярных р-рителях образует реакционноспособный пентафторэтиль-ный анион, к-рый легко подвергается дальнейшим превращениям:

Т. реагирует с олефинами с образованием циклических и линейных продуктов; с нитрозоалканами образует, как правило, смесь оксазетидинов и линейных сополимеров:

‘

Взаимодействие Т. с перфторбром- и перфториодалка-нами, перфтордиалкилдисульфидами, пероксисульфурил-фторидом и др. приводит к соответствующим теломерам, напр.:

R_F — перфторалкил

Полимеризация и сополимеризация Т. приводит к хемо-и термостойким полимерам.

В пром-сти Т. получают пиролизом CF₂HCl при 700-800 °С. Др. способы: пиролиз политетрафторэтилена, перфторциклобутана, трифторметана или др. фторорг. соед.; высокотемпературное гидрирование CF₂ClCF₂Cl или CF₂Cl₂; дегалогенирование тетрафтордихлор(дибром)этана с помощью металлов; декарбоксилирование солей пер-фторпропионовой к-ты.

Применяют Т. для получения разл. полимеров (напр., тефлона) и сополимеров (напр., с этиленом, гексафторпро-пиленом, нитрозоперфторалканами и др. олефинами), инертных тяжелых жидкостей и смазок, а также ряда фторорг. соединений.

При вдыхании Т. поражает слизистые оболочки верх. дыхат. путей и легочной ткани, вызывает функцион. расстройства центр. нервной системы. ПДК рабочей зоны производств. помещений 30 мг/м ³, макс. разовая ПДК в воздухе населенных мест 6 мг/м ³ (класс опасности 4).

Т.-горючий и взрывоопасный газ. При соприкосновении с открытым пламенем или нагретыми пов-стями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. КПВ 13,4-46,4% по объему. При хранении в жидкой фазе способен к спонтанной взрывообразной полимеризации.

Лит.: Рахимов А. И., Химия и технология фторорганических соединений, М., 1986; Промышленные фторорганические продукты. Справочник, Л., 1990. И. И. Крылов.

Тетрафторэтилен

Тетрафторэтиле́н — химическое соединение углерода и фтора с химической формулой C2F4, один из представителей фторолефинов — непредельных фторорганических соединений.

Физические и химические свойства[ | ]

Тетрафторэтилен — тяжёлый газ (почти в 3,5 раза тяжелее воздуха), без цвета и запаха.

Молекула тетрафторэтилена плоская, межъядерное расстояние C-C — 1,33 ± 0,06 Å, межъядерное расстояние C-F — 1,30 ± 0,02 Å, угол между связями FCF — 114 ± 3°[1].

Тетрафторэтилен является мономером многих полимеров (пластмасс), легко полимеризуется и сополимеризуется практически со всеми мономерами: этиленом, пропиленом, фтористым , трифторхлорэтиленом и другими, образуя фторопласты часто с уникальными свойствами[2].

Получение тетрафторэтилена[ | ]

В лабораторных условиях тетрафторэтилен получают дебромированием цинком[2]:

C F 2 B r C F 2 B r + Z n → C F 2 C F 2 + Z n B r 2 {displaystyle {mathsf {CF_{2}BrCF_{2}Br+Zn
ightarrow CF_{2}CF_{2}+ZnBr_{2}}}}

или деполимеризацией политетрафторэтилена в техническом вакууме:

[ — C F 2 — C F 2 — ] n → 600 − 700 0 C ; 130 − 700 Π a n C F 2 = C F 2 {displaystyle {mathsf {[{ ext{-}}CF_{2}{ ext{-}}CF_{2}{ ext{-}}]_{n}{xrightarrow[{}]{600-700{0}C;130-700Pi a}}nCF_{2}{ ext{=}}CF_{2}}}}

В промышленности тетрафторэтилен получают пиролизом хлордифторметана (хладона-22)[2][3]:

2 C F 2 H C l → C F 2 C F 2 + 2 H C l {displaystyle {mathsf {2CF_{2}HCl
ightarrow CF_{2}CF_{2}+2HCl}}}

Считается, что процесс пиролиза протекает через образование промежуточного дифторкарбена[4]:

C F 2 H C l ⇄ C F 2 : + H C l {displaystyle {mathsf {CF_{2}HCl
ightleftarrows CF_{2}:+HCl}}} C F 2 H C l ⇄ C F 2 : + H C l {displaystyle {mathsf {CF_{2}HCl
ightleftarrows CF_{2}:+HCl}}}

Процесс пиролиза сопровождается образованием большого числа побочных продуктов: гексафторпропилена, октафторциклобутана и многих других.

Физические свойства[2][ | ]

Стандартная энтальпия образования Δ H 298 0 {displaystyle Delta H_{298}{0}}  — −659,5 кДж/моль

Теплота плавления 7,714 кДж/моль

Пожароопасность[2][ | ]

Класс опасности 4.

Тетрафторэтилен — горючий газ. Температура самовоспламенения 190 °C.

Чистый тетрафторэтилен — взрывоопасный газ при давлении выше 0,25 МПа. При этом происходит взрывная полимеризация. Инициаторы взрыва: кислород, пероксидные соединения, оксиды металлов переменной валентности.

C F 2 C F 2 → C + C F 4 + Q ,     Q = 71 k c a l / m o l {displaystyle {mathsf {CF_{2}CF_{2}
ightarrow C+CF_{4}+Q, Q=71kcal/mol}}}

Жидкий тетрафторэтилен детонационными свойствами не обладает.

Химические свойства[ | ]

На палладиевом катализаторе тетрафторэтилен присоединяет водород с образованием 1,1,2,2-тетрафторэтана[3].

C F 2 C F 2 + H 2 → C F 2 H C F 2 H {displaystyle {mathsf {CF_{2}CF_{2}+H_{2}
ightarrow CF_{2}HCF_{2}H}}}

При освещении актиничным светом тетрафторэтилен подвергается галогенированию[2][3].

C F 2 C F 2 + B r 2 → h ν C F 2 B r C F 2 B r {displaystyle {mathsf {CF_{2}CF_{2}+Br_{2}{xrightarrow {hu }}CF_{2}BrCF_{2}Br}}}

В жёстких условиях тетрафторэтилен сгорает в кислороде, образуя тетрафторметан и диоксид углерода[2].

C F 2 C F 2 + O 2 → C F 4 + C O 2 {displaystyle {mathsf {CF_{2}CF_{2}+O_{2}
ightarrow CF_{4}+CO_{2}}}} При повышенной температуре тетрафторэтилен подвергается циклодимеризации с образованием октафторциклобутана[2].
2 C F 2 = C F 2 → C 4 F 8 {displaystyle {mathsf {2CF_{2}{ ext{=}}CF_{2}
ightarrow C_{4}F_{8}}}}

Пиролиз тетрафторэтилена сопровождается образованием гексафторпропилена. Считается, что образование гексафторпропилена основано на реакциях [2][4]

C F 2 C F 2 + C F 2 :   ⇄ C F 3 — C F = C F 2 {displaystyle {mathsf {CF_{2}CF_{2}+CF_{2}:
ightleftarrows CF_{3}{ ext{-}}CF{ ext{=}}CF_{2}}}}

На реакции пиролиза тетрафторэтилена основано промышленное производство важного фторсодержащего мономера — гексафторпропилена[2][3][4]

Тетрафторэтилен легко полимеризуется по радикальному механизму в присутствии любых источников радикалов. Полимеризацию осуществляют как суспензионным, так и эмульсионным способом.

Получаемый политетрафторэтилен выпускается в виде различных марок: Ф-4, Ф-4ПН-90; Ф-4ПН-40; Ф-4ПН-20; Ф-4D и т. д.[5]

Тетрафторэтилен вступает в реакцию радикальной сополимеризации с различными мономерами:

Токсичность[ | ]

Тетрафторэтилен является сосудистым ядом, раздражает слизистые оболочки глаз и органов дыхания, поражает центральную нервную систему, вызывает отёк лёгких, имеет нефротоксическое действие[6].

ПДК р.з = 30 мг/м3; ПДК м.р. = 6 мг/м3; ПДК СС = 0,5 мг/м3

См. также[ | ]

• Политетрафторэтилен
• Фторорганические соединения
• Хлордифторметан
• Фторопласты

Примечания[ | ]

1. ↑ Справочник химика. — 2-е изд., перераб. и доп.. — Л.-М.: ГНТИ Химической литературы, 1962. — Т. 1. — С. 358. — 1072 с.
2. ↑ 12345678910 Промышленные фторорганические продукты: справ. издание / Б. Н. Максимов, В. Г. Барабанов, И. Л. Серушкин и др.. — 2-е изд., пер.

   и доп.. — СПб.: «Химия», 1996. — 544 с. — ISBN 5-7245-1043-X.

3. ↑ 1234Верещагина Н. С., Голубев А. Н., Дедов А. С., Захаров В. Ю. Российский химический журнал. Журнал Российского химического общества им. Д.И.Менделеева.

    — 2000. — Т. XLIV, выпуск 2. — С. 110-114.

4. ↑ 123Нефедов О. М., Иоффе А. И., Менгинов Л. Г.

9 лабораторных ошибок, которые подарили нам предметы повседневного обихода

Необходимость – мать изобретений, однако так бывает далеко не всегда. 

Иногда полезные вещи, которыми большинство людей пользуется каждый день, изобретаются абсолютно случайно. Как раз о таких вещах сейчас и поговорим. 

Лабораторные исследователи далеко не всегда приводят к негативным последствиям. Самое время в этом убедиться.

1. Антипригарное покрытие

Получили совершенно случайно. 

Политетрафторэтилен (тефлон) – это материал, который сегодня широко используется в быту и технике. Наиболее известный пример применения тефлона – это антипригарное покрытие на сковородках.

Открыт материал был случайно в 1938 году 27-летним ученым-химиком Роем Планкеттом. Ученый случайно обратил внимание на то, что закачанный в баллоны под давлением газообразный тетрафторэтилен спонтанно полимеризовался.

Уже в 1941 году компания Kinetic Chemicals запатентовала новое изобретение.

2. Стикеры

Очень полезная штука.

Один из самых полезных канцелярских аксессуаров, который появился благодаря ошибке. В 1968 году химик Спенсер Сильвер пытался создать новый вид супернадежного клея, а в итоге создал вещество с строго обратными качествами.

Новый клей держал материалы совсем слабо, более того, быстро высыхал на воздухе. Применение изобретению нашли только в 1973 году, когда Артур Фрай, коллега Сильвера, стал использовать его клей для фиксации листиков с заметками.

В 1980 году появились привычные всем стикеры.

3. Безопасное стекло

Отличное решение.

Люди использовали стекло с незапамятных времен. Главным недостатком этого материала является то, что оно достаточно легко бьется и становится опасным для окружающих.

Безопасное стекло было открыто случайно, когда в 1903 году химик Эдуард Бенедикт случайно уронил стеклянный стакан, который был покрыт пленкой из нитрата целлюлозы.

Химика удивил и заинтересовал тот факт, что стакан потрескался, но не разлетелся на острые куски стекла.

4. Микроволновая печь

Случайно так получилось.

Сегодня микроволновая печь есть почти на каждой кухне, однако мало кто задумывается над тем, что этот бытовой прибор был создан абсолютно случайно. В 1945 году Перси Спенсер работал над новым радаром и проводил эксперименты с магнетроном.

В ходе экспериментов физик заметил, что плитка шоколада в его кармане растаяла. Ученый сразу же догадался, что виной тому его прибор. После этого он попробовал приготовить с его помощью попкорн. Так появилась первая микроволновая печь.

5. Пластик

Самое ироничное открытие. 

По иронии судьбы пластик, который сегодня наносит огромный вред окружающей среде, поначалу позиционировался как вещь, которая позволит минимизировать расход природных ресурсов.

Открыл его в 1869 году Джон Хаятт после того, как одна нью-йоркская фирна попросила найти замену слоновой кости для производства бильярдных шаров.

При этом целлюлозу и камфару, из которых была получена первая пластмасса, ученый смешал случайно.

6. Суперклей

Отличное изобретение.

Суперклей был создан абсолютно случайно в 1942 году американским химиком Гарри Кувером. На самом деле ученый занимался поиском новых прозрачных пластиков для создания оптических прицелов.

В ходе экспериментов им было получено вещество цианоакрилат, которое поначалу Кувер счет абсолютно бесполезным.

Только в 1951 году разработчики авиационных кабин обратили внимание на то, что цианоакрилат склеивает разные вещи со страшной силой. Так и появился широко известный «суперклей».

7. Нержавеющая сталь

Оценили достижение не сразу. 

Впервые нержавеющую сталь получил французский ученый Леон Жилле в 1904 году, когда занимался смешиванием разных стальных сплавов. Однако тогда, ученый не обратил внимание на удивительные антикоррозийные свойства материала. Потенциал работы Жилле раскрыли только в 1912 году, благодаря усилиям металлурга Гарри Брирли.

8. Защитная упаковка

Делали обои. 

Еще одна гениальная вещь, которая появилась на свет абсолютно случайно.

Создателем «пупырышек» стали ученые Альфред Филдинг и Марк Шаванн, которые в 1957 году пытались создать из пластика новый вид текстурированных обоев, используя для этого термоусадочную машину.

На выходе из аппарата получился лист пластика с множеством пузырьков. Новый «мягкий пластик» оценили по достоинству только в 1960 году. Случилось это когда компания IBM искала упаковочный материал для транспортировки компьютерных комплектующих.

9. Булавка

Создатель был в долгах.

Привычная нам булавка появилась только в 1849 году. Американский механик Уолтер Хант был по уши в долгах. Возясь с куском проволоки, инженера осенила потрясающая идея – сделать пружину с защелкой.

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

Счастливый случай: 10 открытий, которые были сделаны совершенно случайно

Нередко открытие чего-то важного происходит не в следствие систематического научного изыскания, а в результате случайного стечения обстоятельств.

Именно таким образом были получены очень многие вещи, продукты питания и материалы. Все они сегодня считаются обыденными.

В результате без счастливого случая, вероятно, нам пришлось бы обходиться без достаточно важных для современного человека результатов открытий.

Кукурузные хлопья

Этот популярнейший на сегодняшний день продукт питания был получен абсолютно случайно. Дело в том, что в 1894 году адвентисты Седьмого Дня Уилл и Джон Келлог искали новую разновидность еды для вегетарианцев. Они решили раздробить пшеницу, затем раскатать ее и запечь. Итог получился достаточно неплохим. Новый продукт питания имел определенный успех у вегетарианцев.

В дальнейшем Уилл и Джон решили попробовать проделать то же самое с кукурузными зернами. Результат превзошел все их ожидания. Благодаря их открытию сегодня каждый имеет возможность полакомиться кукурузными хлопьями.

Целлофан

Благодаря счастливому случаю швейцарскому текстильному инженеру Жаку Эдвину Бранденбергеру удалось изобрести первую в мире устойчивую к воде гибкую упаковку.

Произошло это только благодаря тому, что этому человеку не удалось создать новый вид скатертей. Дело в том, что Жак пытался наделить ее новыми свойствами, позволяющими не бояться пятен и промокания.

Для этого он и решил нанести на обычную ткань покрытие, состоящее из вискозы.

В результате поверхность у скатерти получилась слишком грубой. При этом нанесенное покрытие очень легко отделялось от ткани. Полученный материал легко принимал необходимую форму и оставался водонепроницаемым. В результате уже к 1913 году Жак организует промышленное производство нового изделия под названием Cellophan.

Пенициллин

Данное открытие обладает громадным значением для всего человечества. Совершил его известнейший британский бактериолог Александр Флеминг в 1928 году. Произошло это абсолютно случайно.

Дело в том, что Александр занимался разведением бактерий в чашках Петри для дальнейшего исследования. Однажды он забыл закрыть окно, через которое в комнату попали споры плесени. Они осели, в том числе и на чашки Петри. В результате через несколько дней Флеминг наблюдал тотальное уничтожение бактерий данным грибком.

В дальнейшем Александр выделил активное вещество, способствовавшее подавлению бактерий, и назвал его пенициллином в честь плесневого грибка, из которого он его получил.

Дисульфирам

Это противоалкогольное средство также было открыто благодаря счастливому стечению обстоятельств в 1937 году.

Врач Алан Робертс, работавший на одном из заводов по вулканизации резины, заметил, что сотрудники предприятия после употребления алкоголя чувствуют себя значительно хуже, чем прочие люди.

В результате он сделал вывод, что причиной этому может служить дисульфирам, который активно применяется в процессе подобного производства.

Тефлон

Благодаря этому материалу люди имеют возможность готовить с куда большим комфортом, нежели ранее. Получен тефлон был абсолютно случайно. На самом деле его изобретатель Рой Планкетт пытался создать новый хладагент.

Для этого он наполнил баллон газом под названием тетрафторэтилен и начал повышать давление. В конечном итоге новый хладагент получить не удалось.

При этом распилив баллон Рой увидел абсолютно гладкую внутреннюю поверхность, образованную затвердевшим тетрафторэтиленом.

Слинки

Кто не играл с веселой пружинкой, которую можно перекидывать с ладони на ладонь? Изобрел ее 1943 году морской инженер Ричард Джеймс, который просто бросил на пол пружину.

Обычно он использовал ее для стабилизации инструментов на борту корабля, однако увидев плавный «ход» данного приспособления, Ричард понял, что такую пружину можно применять и в развлекательных целях.

Такая игрушка сохраняет свою популярность и сегодня.

Микроволновая печь

Эта незаменимая кухонная аппаратура также была изобретена случайно. Военный инженер из США Перси Спенсен в 1945 году, работая вблизи радара, испускающего микроволны, заметил, что под их воздействием в его кармане расплавилась шоколадка. Компания Raytheon, на которую работал Перси, запатентовала микроволновую печь уже в 1947 году.

Антикоррозийное покрытие

Первый его вариант был разработан не совсем случайно.

Его изобретатель Норман Ларсен вместе со своими коллегами проводил систематическую работу по поиску качественного антикоррозийного покрытия, способного защитить от влаги обшивку космических ракет.

В 1953 году ему это удалось. Возможно, это произошло случайно, так как успешной оказалась 40-я попытка. Сегодня средство под названием WD-40 имеет широкое бытовое применение.

Корректор

Бетт Грэм в течение 2 лет работала машинисткой. В те времена исправить набранный текст было крайне сложно даже при помощи ластика. Однажды в 1953 году женщина подумала, что можно просто замазывать исправления, а не пытаться устранить их.

Нововведение быстро получило популярность среди коллег Бетт. Довести формулу корректора до близкого к современному в дальнейшем ей помог обычный школьный учитель химии.

В 1956 году она открыла свою компанию по производству этого незаменимого и на сегодняшний день канцелярского изделия.

Джакузи

Первая ванна с гидромассажем появилась в 1956 году. Ее изобретателем стал итальянец Кандидо Якуцци, который просто старался помочь своему 15-месячному сыну, страдавшему от ревматоидного артрита и нуждавшегося в частом массаже.

Получившееся изобретение настолько понравилось Кандидо и всей его семье, что уже в 1968 году они наладили промышленное производство джакузи.

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: