Bài giảng Hóa vô cơ

Cao suT¬, sîiNh­¹I. Mục tiêuA. Kiến thức	- Biết một số khái niệm cơ bản về hợp chất cao phân tử như: Cấu trúc, quan hệ giữa cấu trúc với tính chất, phản ứng trùng hợp và trùng ngưng.	- Hiểu được bản chất cấu tạo của các polime dùng làm chất dẻo, tơ sợi tổng hợp và tính chất của chúngB. Kĩ năng	Viết thành thạo phương trình phản ứng trùng hợp, trùng ngưng.C. Thái độ	Hiểu tính chất và ứng dụng của các polime dùng làm chất dẻo và thấy được tầm quan trọng của hoá học đối với thực tế cuộc sống.II. Cấu trúc chươngĐây là chương cuối cùng của phần Hóa hữu cơ.Gồm:1. Khái niệm chung2. Chất dẻo3. Tơ tổng hợpIII. Phương pháp dạy các bài cụ thểBiết một số khái niệm cơ bản về hợp chất cao phân tử: Khối lượng phân tử lớn, do nhiều mắt xích liên kết với nhau; phân tử có cấu trúc mạch không phân nhánh, phân nhánh hoặc mạng không gian.Biết được đặc điểm về tính chất vật lý, tính chất hoá học của polime và mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất.Phân biệt được phản ứng trùng hợp với phản ứng trùng ngưng, đặc điểm cấu tạo của monome tham gia phản ứng trùng hợp, trùng ngưng. Kh¸i niÖm chungNéi dung cÇn l­u ýCÊu tróc cña polime: 	Ba d¹ng cÊu tróc c¬ b¶n ®· nªu trong SGK lµ néi dung chÝnh cÇn truyÒn ®¹t cho häc sinh.D¹ng m¹ch th¼ng: C¸c monome kÕt hîp víi nhau theo mét trËt tù nhÊt ®Þnh t¹o thµnh m¹ch dµi, kh«ng t¹o ra m¹ch nh¸nh.D¹ng ph©n nh¸nh: Ngoµi m¹ch th¼ng dµi (m¹ch chÝnh) c¸c monome cßn kÕt hîp víi nhau tõ mét hoÆc nhiÒu vÞ trÝ nhÊt ®Þnh cña m¹ch chÝnh ®Ó t¹o ra c¸c m¹ch nh¸nh.D¹ng m¹ng kh«ng gian: Ph©n tö polime ®­îc t¹o ra do nhiÒu m¹ch liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c nhãm nguyªn tö theo nhiÒu h­íng trong kh«ng gian. ThÝ dô: Cao su l­u ho¸, nhùa phenolfoman®ehit	 (Ch­¬ng tr×nh kh«ng ®Ò cËp ®Õn cÊu tróc lËp thÓ cña mét sè polime)SSSSSSCao su chöa löu hoùaCao su ñaõ löu hoùa2. Ph¶n øng trïng hîp vµ trïng ng­nga. Ph¶n øng trïng hîp	- Th­êng trïng hîp c¸c monome kiÓu CH2=CH- X. 	+ Ph¶n øng trïng hîp dÔ x¶y ra khi X lµ halogen, C6H5- , -CN, -CH=O, -COOH, -COOR (c¸c nhãm hót ®iÖn tö). 	+ Ph¶n øng khã x¶y ra khi X lµ c¸c gèc ankyl (nhãm ®Èy ®iÖn tö)	+ Ph¶n øng trïng hîp rÊt khã x¶y ra ®èi víi c¸c monome cã cÊu t¹o ®èi xøng kiÓu X-CH=CH-X.	- C¸c monome cã cÊu t¹o m¹ch vßng kÐm bÒn còng tham gia ph¶n øng trïng hîp. ThÝ dô: Caprolactam.	- Hai monome cã cÊu t¹o kh¸c nhau còng tham gia ph¶n øng trïng hîp( ph¶n øng ®ång trïng hîp). ThÝ dô:n CH2=CH-CH=CH2 + nC6H5-CH=CH2  (-CH2-CH=CH- CH2-CH-CH2-)n Buta-1,3- ®ien	 Vinyl benzen 	 C6H5 	 	(Stiren)	 Cao su Buna- S	b. Ph¶n øng trïng ng­ng: hoÆc x¶y ra gi÷a hai lo¹i monome cã cÊu t¹o kh¸c nhau, hoÆc tõ cïng mét lo¹i monome.Néi dung cÇn l­u ý	3. Tính chất: 	Cho học sinh thấy được tất cả các tính chất của polime đều phụ thuộc vào cấu trúc, khối lượng phân tử..	- Loại polime chỉ có C và F trong phân tử là loại polime rất bền vững về mặt hóa học. Thí dụ: Teflon. Teflon (politetrafloetilen) CF2=CF2 được xem là bạch kim hữu cơ.	- Teflon không tác dụng với axit và kiềm, không tan trong bất kì dung môi nào, không thay đổi tính chất trong giới hạn nhiệt độ từ – 730C đến 2600C, không dẫn điện.	Néi dung cÇn l­u ý-	Có một số thuận lợi khi giảng dạy bài này vì SKG hóa học lớp 9, lớp 11 và các chương IV, V SGK hóa học lớp 12 đã cung cấp một phần kiến thức về hợp chất cao phân tử cho học sinh.Giáo viên có thể gợi ý để học sinh tái hiện các kiến thức đó và yêu cầu học sinh viết phương trình để điều chế các polime( Cho biết công thức cấu tạo của các monome, hoặc cho biết công thức câu tạo của các polime để suy ra cấu tạo của monome). Lưu ý: Công thức cấu tạo không gian của nhựa phenolfomanđehit khá phức tạp nên không yêu cầu viết phương trình phản ứng điều chế loại nhựa phenolfomanđehit có cấu trúc mạng không gian. Chỉ yêu cầu HS hiểu và viết được các công thức cấu tạo trong SGK) Ph­¬ng ph¸p- Giáo viên nên sử dụng phương pháp dạy học theo dự án (project) vì kiến thức về polime đã được học và giới thiệu trong các phần kiến thức trước ( phản ứng trùng hợp – giới thiệu trong bài hiđrocacbon không no- Anken; phản ứng trùng ngưng- bài phenol;). Giáo viên đóng vai trò định hướng và hệ thống hóa kiến thức đồng thời bổ xung những kiến thức về cấu trúc, tính chất, quan hệ giữa cấu trúc với tính chất, phương pháp điều chế và điều kiên cấu tạo của các monome.- Có thể phân tích cho học sinh thấy: Trong các phản ứng trùng hợp chỉ có liên kết pi của monome (loại monome có liên kết kép) bị đứt và thường đứt ở giữa liên kết khi dùng xúc tác thích hợp và đun nóng. Ph­¬ng ph¸pChất dẻoBiết cấu tạo, tính chất, thành phần và phương pháp điều chế một số polime dùng làm chất dẻo.Ứng dụng của các polime dùng làm chất dẻo.Tơ tổng hợpPhân biệt được khái niệm tơ thiên nhiên, tơ nhân tạo và tơ tổng hợp.Biết được tính chất, phương pháp điều chế và ứng dụng của tơ nilon và tơ capron.Lưu ý: 	- Học sinh đã có khái niệm sơ bộ về tơ thiên nhiên như len, tơ tằm (là các polipeptit), bông (xenlulozơ) và tơ nhân tạo ( như tơ visco và tơ axetat). Trọng tâm là tơ tổng hợp. Tơ tổng hợp có nhiều loại nhưng chương trình chỉ yêu cầu học sinh học loại tơ poliamit. Tơ poliamit được điều chế từ loại polime mạch thẳng có nhiều nhóm – CO-NH- trong phân tử ( nhóm –CO-NH2 và –CO-NH- thuộc chức amit)	- Hai loại tơ poliamit quan trọng là tơ nilon và tơ capron. Tơ capron cũng được gọi là tơ nilon. Để phân biệt 2 loại tơ trên, người ta gọi tơ nilon được điều chế từ caprolactam là nilon-6 (vì phân tử monome có chứa 6 nguyên tử Cacbon). Tơ nilon điều chế từ axit ađipic và hexametilenđiamin được gọi là tơ nilon-6,6 (vì cả 2 monome đều có 6 nguyên tử cacbon trong phân tử)- Phản ứng điều chế tơ caprolactam được xếp vào loại phản ứng trùng hợp. Vòng caprolactam kém bền, trong quá trình phản ứng, vòng bị mở ra và cộng hợp liên tiếp vào nhau để tạo thành phân tử lớn.- Vận dụng: Giải thích tại sao không lên giặt quần áo nilon, len, tơ tằm bằng xà phòng có độ kiềm cao; không nên giặt trong nước quá nóng? Tại sao không nên là ủi quá nóng các độ dùng trên?b. Polime và vấn đề may mặc.- Ngày nay, việc sản xuất ra tơ sợi hoá học đã phần nào thoả mãn được nhu cầu may mặc cho nhân loại. Nếu ngày xưa, vải mặc chỉ được dệt thủ công , nhỏ lẻ với một vài màu sắc đơn điệu thì ngày nay cùng với những bước tiến của ngành hoá học và các ngành khoa học khác vải sản xuất ra theo những dây chuyền hiện đại, đa dạng về chủng loại. - Các loại phẩm nhuộm hoá học đã đem lại sự phong phú đa dạng về màu sắc, hoa văn và bền màu cho vải. Nhu cầu sử dụng của con người đã được đáp ứng ngày càng tốt hơn: vải chắc bền, thấm mồ hôi dùng trong lao động, vải nhẹ, thoáng mát trong ngày nóng, vải dày ấm trong ngày lạnh, vải chuyên dụng như vải chống cháy, vải chống thấm nước, vải phát quang..- Các loại tơ dệt vải không chỉ lấy từ thiên nhiên( tơ tằm, len, bông) hay nhân tạo từ các polime thiên nhiên( tơ đồng- amoniac, tơ axetat) mà còn có thể sản xuất từ các polime tổng hợp ( tơ nilon- 6,6; tơ polieste; tơ poliamit) trong các nhà máy nên đã góp phần dành được nhiều đất đai cho trồng cây lương thực và các mục đích sử dụng khác.Sợi hóa học ứng dụng trong may mặcCAO SURừng cao suI. CAO SU THIEÂN NHIEÂN.1. CAÁU TAÏO : Cao su thieân nhieân laø hidrocacbon khoâng no cao phaân töû coù CTPT: (C5H8)nIsopren Cao su250 0 C Caáu taïo cao su=> CH2 C CH CH2 CH3nI. CAO SU THIEÂN NHIEÂN.2. TÍNH CHAÁT : Do coù lieân keát ñoâi => cao su coù phaûn öùng coäng ( H2, Cl2, HCl ), taùc duïng vôùi S ( söï löu hoùa cao su). Khoâng daãn ñieän vaø nhieät, khoâng thaám nöôùc vaø khí, tan trong etxaêng vaø benzen. Coù tính ñaøn hoài.( quan troïng vì coù nhieàu öùng duïng ). I. CAO SU TOÅNG HÔÏP. Laø nhöõng vaät lieäu polime töông töï cao su thieân nhieân, ñöôïc ñieàu cheá töø caùc chaát höõu cô ñôn giaûn hôn qua phaûn öùng truøng hôïp. n ( CH2 CH CH CH2 ) n CH2 CH CH CH2Na, t0C Pbutadien – 1,3II. CAO SU TOÅNG HÔÏP.1. Cao su BunaCao su Buna2. Cao su toång hôïp:	a) cao su buna ( cao su butañien -1,3):CH2= CH-CH= CH2 t0C ( CH2- CH=CH- CH2 ) Butañien-1,3 P Na cao su butañien cao su bunab) Cao su isopren:CH2=C-CH=CH2 t0C (CH2-C=CH-CH2) - Cao su löu hoaù coù tính ñaøn hoài ,bean, laâu moon, vaø khoù tan trong caùc dung moâi höõu cô hôn laø cao su chöa löu hoaù4. Coâng duïng:2. Cao su isopren.nxt, t0C PII. CAO SU TOÅNG HÔÏP.isopren CH2 C CH CH2CH3 ( CH2 C CH CH2 ) nCH3xt, t0C Pcloropren n CH2 C CH CH2Cl ( -CH2 C CH CH2 - ) nClII. CAO SU TOÅNG HÔÏP.3. Cao su Cloroprenn CH2=CH-CH=CH2 +	nC6H5-CH=CH2  Buta-1,3-đien	 Vinyl benzen 	 (Stiren)	 (-CH2-CH=CH- CH2-CH-CH2-)n 	 	 C6H5 	 	Cao su Buna- S	4. Cao su Buna- SII. CAO SU TOÅNG HÔÏP.n CH2=CH-CH=CH2 + nCH2 =CH -CN Buta-1,3-đien	 Vinyl xianua	 (-CH2-CH=CH- CH2-CH-CH2-)n 	 	 CN 	 	Cao su Buna- N	5. Cao su Buna- NII. CAO SU TOÅNG HÔÏP.III. SÖÏ LÖU HOÙA CAO SU. Cao su thieân nhieân vaø cao su toång hôïp coù tính ñaøn hoài trong moät nhieät ñoä heïp (nhieät ñoä cao thì bò dính,nhieät ñoä thaáp thì doøn). III. SÖÏ LÖU HOÙA CAO SU. Cao su thieân nhieân vaø cao su toång hôïp coù tính ñaøn hoài trong moät nhieät ñoä heïp (nhieät ñoä cao thì bò dính,nhieät ñoä thaáp thì doøn). Löu hoaù cao su: cheá hoaù cao su vôùi moät löôïng nhoû löu huyønh(3-4%) ôû nhieät ñoä 130-150oC taïo ra nhöõng caàu noái phaân töû (\S/S\) giöõa caùc phaân töû polime hình sôïi cuûa cao su. Cao su sau khi löu hoaù laø nhöõng phaân töû khoång loà, chuùng coù caáu taïo maïng khoâng gian.III. SÖÏ LÖU HOÙA CAO SU. Cao su löu hoaù coù tính ñaøn hoài ,beàn, laâu moøn, vaø khoù tan trong caùc dung moâi höõu cô hôn laø caùc cao su chöa löu hoùa.SSSSSSCao su chöa löu hoùaCao su ñaõ löu hoùaIV. ÖÙNG DUÏNG. Laøm voû, loáp xe. Laøm neäm, ñoà chôi, giaøy, deùp, voû daây ñieän Laøm phao bôi.