Жалпы сипаттама

Жоғары молекулалық қосылыстар немесе полимерлер деп молекулалары жүздеген немесе мыңдаған көміртегі атомдарынан, соған сәйкес молекулалық массалары мыңдаған, тіпті миллиондаған массаның атомдық бірлігіне тең болатын және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстарды атайды. Полимерлердің атомдары бір - бірімен химиялық байланыс арқылы қосылады.

Полимерлер табиғи, синтетикалық және жасандыболып бөлінеді. Полимерлер табиғатта кеңінен таралған. Өсімдік және жануарлар ағзаларының құрамына жоғары молекулалы қосылыстар: целлюлоза, ақуыз, крахмал, нуклеин қышқылдары кіреді.

Табиғи полимерлерге мыналар жатады:

амилоза

лигнин

целлюлоза

кониферил спирті

Жасанды полимерлерге (талшықтарға) табиғи полимерлердің: ксантогенат, нитрат, целлюлоза ацетатының қайта өңделуі нәтижесінде түзілген полимерлер жатады:

ксантогенат

целлюлоза нитраты

целлюлоза ацетаты

Синтетикалық полимерлерге мономерлерден жасанды жолмен алынатын полиаминдер, полиэтилен, полистирол, синтетикалық талшықтар және т.б. жатады.

полиэтилен

полипропилен

полистирол

капрон

Ең қарапайым органикалық полимер - полиэтилен, ол этиленнің полимеризациялануынан түзіледі. Бастапқы зат этилен - мономер деп, ал мономердің n молекуласы қосылса, полимер түзіледі («поли»- көп деген сөз).

nН₂С = СН₂ → [-CH₂- CH₂-]_n

Мономерлердің негізгі бөлігінен тұратын топтар буындар деп, ал буындардан құралған үлкен молекула - макромолекула деп аталады. Макромолекуланың құрамына кіретін буындар саны жоғары молекулалық қосылыстардың полимерлену дәрежесін көрсетеді, оны Р әріпімен белгілейді.

Полимерлену дәрежесі (Р) жоғары молекулалық қосылыстың молекулалық массасымен (М_n) мынандай қатынаста болады:

Р= М_n/ m

мұнда, m – буынның молекулалық массасы.

Химиялық табиғатына байланысты полимерлер органикалық, бейорганикалық және элемент органикалық болып бөлінеді.

		- SiR2 – О –
Органикалық полимер Полипропилен	Бейорганикалық полимер Поликремний қышқылы	Элементоорганикалық полимер Полисилоксан

Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады.

Макромолекула тізбектерінің құрылымына байланысты полимерлер: сызықты, тармақталған, торланған (үш өлшемді) болады. Егер әрбір элементар буынды А деп белгілесек, онда сызықты құрылымды макромолекуланың түрі мыңандай болады:

... А- А-А- А...

Бұл жағдайда элементар буын тек екі көрші буынмен байланысады. Егер макромолекуланың негізгі тізбегінде қосалқы тізбек болса, онда мұндай құрылымды полимерлер тармақталған болады.

Тармақталған полимерлерде кейбір буындар үш көрші буындармен байланысқан. Торланған құрылымды полимерлерде ұзын тізбекті макромолекулалар бір - бірімен көлденең байланыстар арқылы қосылып, торлар түзеді. Мысалы:

Негізгі тізбектің құрамына қарай полимерлік молекулалар екіге бөлінеді: гомотізбекті және гетеротізбекті. Гомотізбекті деп макромолекуласының негізгі тізбегі бірдей атомдардан құралған полимерлерді атайды. Егер ол көміртек атомдарынан тұрса, онда мұндай полимерлер карботізбекті деп аталады. Мысалы, полиэтилен, полипропилен.

полипропилен	полистирол	полиэтилен

Негізгі тізбегі әртүрлі атомдардан құралған полимерлер гетеротізбекті деп аталады. Мысалы, жай полиэфирлер, полиамдтер.

полиэтиленоксид	политетраметиленоксид	полисилоксан

Буындары мен орынбасарлары кеңістікте орналасуы бойынша полимерлер изотактикалық, синдиотактикалық және атактикалық деп бөлінеді. Изотактикалық полимерлердің жазық ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың бір жағында орналасады. Синдиотактикалық полимерлердің жазық ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың жан жағына кезек кезек орналасады. Егер полимер тізбегінде орынбасарлардың орналасуында ешқандай заңдылық болмаса, онда атактикалық полимер болады.

Изотактикалық полистирол

Синдиотактикалық полиакрилонитрил

Атактикалық полиакролеин

Полимерлердің төмен молекулалық қосылыстармен салыстырғанда бірқатар ерекше қасиеттері бар. Атап айтқанда, полимерлер ұшқыш зат емес, ерудің алдында ісінеді, макромолекула ерітінділерінің тұтқырлығы өте жоғары, полимерлер иілгіш күйде бола алады.

Полимерлерді алу әдістері

Полимерлерді әдетте полимеризация және поликонденсация реакцияларының негізінде алады.

Полимеризация деп төмен молекулалы заттардың (мономерлердің) қосылып, жоғары молекулалы қосылыстарды түзу реакциясын атайды.

Полимеризация реакциясы жалпы түрде былай жазылады:

nM → (-M-)n

Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал алынған полимердің құрамы мономерге сәйкес келеді.

Полимеризация реакциясына мономер ретінде қос немесе үш байланысты қосылыстар

немесе циклді тобы бар қосылыстар қолданылады.

Полимеризация процесі кезінде мономерлерде қос байланыстар үзіліп немесе циклдер ашылып, топтар арасында химиялық байланыстардың пайда болуынан макромолекулалар түзіледі. Өндірілетін барлық полимердің ¾ бөлігі полимеризация әдісі арқылы алынады.

Поликонденсация деп, қосымша заттар бөле жүретін төмен молекулалы қосылыстардан жоғары молекулалы қосылыстардың түзілу реакциясын айтады.

Поликонденсация әдісі бойынша полимер алу үшін әртүрлі химиялық реакциялар қолданылады. Олар: этерификациялау, аминдеу, ароматикалық орынбасу және т.б.

Поликонденсация екі функционалдық топтардың әрекеттесуінен жүреді.

Жалпы түрдегі теңдеуі:

n(a- A- a) + n(b- B –b) → a- [-AB-]_n – b + (2n-1) ab

Мұндағы: а-А-а, b-B–b бастапқы мономерлер, а және b функционалдық топтар, а b-бөлінетін қосымша зат.

Поликонденсация реакциясын балқымада, ерітіндіде немесе екі фазаның бөліну шекарасында жүргізіледі. Барлық шығарылатын полимердің ─ бөлігі поликонденсация әдісімен алынады.

Поликонденсация реакциясында тізбек біртіндеп өседі: алғашында бастапқы мономерлер бір- бірімен, содан кейін түзілген қосылыстар жеке- жеке сол мономерлердің молекулаларымен әрекеттесіп, нәтижесінде жоғары молекулалы қосылыс түзіледі. Мысалы: фенол-формальдегид шайларының негізінде алынатын пластмассалар, сатылы поликонденсация реакциясы арқылы синтезделінеді.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Мономер, анықтамасы, мысалдар

2. Полимер, анықтамасы, мысалдар

3. Полимер материадарын алу әдістері (полимеризация,поликонденсация)

4. Полимерлердің қолданылуы

ОРГАНИКАЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАРДЫҢ ГЕНЕТИКАЛЫҚ БАЙЛАНЫСЫНЫҢ КЕСТЕСІ

АЛКАНДАР ҚАТАРЫНДАҒЫ ИЗОМЕРЛЕР САНЫ

ИЗОМЕРЛЕР ТҮРІ

Тақырыптарды қорытындылауға арналған есептер мен жаттығулар (тезаурус бойынша тексеру сұрақтары)

Вариант 1

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:

С₁₀Н₁₂ → С₃Н₆О₂ → С₃Н₅ОСI → С₁₀Н₁₂О₂

Теңдеулерде заттардың структуралық формулаларын жазып, реакцияның жүру жағдайларын көрсету керек.

2. Сірке және құмырсқа қышқылдары қоспасындағы формальдегид ерітіндісінің жалпы массасы 2,33 г. Бұл ерітінді 8,4%-ті (ρ=1,07 г/мл) 18,7 мл калий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттеседі. Бұл жағдайда алынған ерітіндіні күміс нитратының сулы-аммиакті ерітіндісінің артық мөлшерімен қыздырған кезде 9,72 г тұнба пайда болады. Алғашқы қоспадағы компоненттердің мольдік үлесін анықтау керек. Жауабы: 10% НСООН; 50% СН₃СООН; 40% Н₂СО.

Вариант 2

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

С₈Н₁₄ → С₃Н₆О₂ → С₃Н₅О₂Сl → С₃Н₁₀О₂N₂

Теңдеулерде заттардың структуралық формулаларын жазып, реакцияның жүру жағдайларын көрсету керек.

2. 1,82 г сірке және құмырсқа қышқылдары қоспасындағы формальдегид ерітіндісі 18,9 мл 6,0% - ті (ρ=1,06 г/мл) натрий гидроксидімен толық әрекеттеседі, ал бұл жағдайда алынған ерітіндіні сулы-аммиакты күміс оксиді ерітіндісінің артық мөлшерімен қыздырса, 8,64 г тұнба түзіледі. Алғашқы қоспадағы компоненттердің мольдік үлесін анықтау керек.

Вариант 3

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:

Функционалды Х және У топтарын анықтап, барлық жүретін реакциялардың жағдайларын көрсету керек.

2. Метанол мен этиламин қоспасының буы жететіндей мөлшердегі оттегі жанғанда 43,2 г су және 4,48 л (қ.ж.) газ түзілген, бірақ бұл газ натрий гидроксиді ерітіндісімен жұтылмайды. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазып, этиламиннің алғашқы қоспадағы массалық үлесін анықтау керек.

Вариант 4

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:

Функционалды Х және У топтарын анықтап, реакциялардың жүретін жағдайларын көрсету керек.

2. Фенол мен изопропиламин қоспасы жеткілікті мөлшердегі оттегіде жанғанда 13,5 г су және 1,12 г (қ.ж.) түзілген газ натрий гидроксиді ерітіндісінде жұтылмайды. Жүрген реакциялар теңдеулерін жазып, алғашқы қоспадағы изопропиламиннің массалық үлесін есептеу керек.

Вариант 5

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек):

С₄Н₅Na → С₄Н₆ → С₄Н₈О → С₄Н₁₁О₂N

Теңдеулерде реагенттер мен реакция өнімдерінің структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

2. Майдың толық қышқылдық гидролизі нәтижесінде 55,6 г линолен қышқылы (С₁₇Н₂₉СООН) және 9,2 г глицерин түзілген. Сонымен бірге гидролиз нәтижесінде түзілген олеин қышқылының (С₁₇Н₃₃СООН) массасын есептеу керек.

Вариант 6

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек):

С₃Н₈О → С₃Н₆О₂ → С₃Н₅СIО → С₃Н₅О₂Nа → С₆Н₁₂О₂

Теңдеулерде реагенттер мен реакция өнімдерінің структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

2. Массалары бірдей мөлшерде алынған пропанол, пропион қышқылы және фенол араластырылған. Осы қоспамен ас содасының тек 5,68 г ғана реакцияға түседі. Алынған заттар қоспасының осындай өлшемімен натрий гидроксидінің қанша максимал массасы әроекеттеседі?

Вариант 7

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек.

_{Вг2(1 моль) 5% NaOH CuO t KMnO4}

С₃Н₈ ───→ А ───→ В ───→ С ───→ Д

^{t 0 H2O H2SO4}

А-Д қосылыстарының структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

2. Этилацетата и гексилацетата қоспасын жаққанда түзілген су массасы 2,70 г. 15⁰С температура мен қалыпқысымда бөлінген көмір қышқыл газының көлемін есептеу керек.

Вариант 8

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек:

_{СI2 (1 моль) КОН Н2О КМnO4}

С₂Н₈ ────→ А ────→ В ────→ С ────→ Д

^{hυ спирт H2SO4 H2SO4}

А-Д қосылыстарының структуралық формулаларын жазып, аттарын атау керек.

2. Құрамына тек олеин қышқылының қалдығы кіретін май жартылай гидролизге ұшырағанда алғашқы май массасының 58,19%-тін құрайтын глицериннің күрделі эфирлерінің қоспасы түзілген. Жартылай гидролизге ұшыраған осы май өнімдері қоспасының 1 кг массасы қанша сутегінің мөлшерін қосып ала алады?

Вариант 9

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В →С →Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С₆Н₁₂Вг₂, С₆Н₅Вг, С₆Н₆ және С₆Н₁₂ реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

2. 7,49 г пиридин гомологы 25,6 г 10% -ті тұз қышқылымен толық әрекеттеседі. Гомологтың молекулалық массасын анықтап, оның төрт изомерінің структуралық формуласын жазу керек.

Вариант 10

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С₄Н₈; С₄Н₈О₂К₂; С₄Н₁₀О₂; С₄Н₉I. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

2. 115 г пирролдың бензолдағы ерітіндісі калий металымен әрекеттескенде 1,12 л газ (қ.ж.) бөлінеді. Алғашқы ерітіндідегі заттардың массалық үлестерін есептеу керек.

Вариант 11

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С₇Н₆О₂; С₇Н₅О₂Na; С₇Н₈; С₇Н₁₀. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

2. Сақинасында орын басқан топтары жоқ азоты бар гетероциклді қосылыстың үлгісін жаққанда 7,5 л көмір қышқыл газы, 3,75 л су буы және 0,75 л азот (қ.ж.) түзілген. Алғашқы заттың структуралық формуласын анықтау керек.

Вариант 12

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С₇Н₈; С₇Н₇О₂N; С₇Н₅О₄N; С₇Н₁₄. Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

3. Сақинасында орын басқан топтары жоқ азоты бар гетероциклді қосылыстың үлгісін жаққанда 1,2 л көмір қышқыл газы, 0,75 л су буы және 0,15 л азот (қ.ж.) түзілген. Алғашқы заттың структуралық формуласын анықтау керек.

Вариант 13

1. Мына кестеге сәйкес жүретін реакциялар теңдеулерін жазу керек (структуралық формулаларын пайдаланып): А → В → С → Д. Бұл әріптерге сәйкес заттар: С₂Н₇О₂N; С₅Н₁₁О₂N; С₂Н₆О; С₂Н₄О₂.

Реакциялардың жүру жағдайларын көрсету керек.

2. 100 г пиридинді 200⁰С температурада және 500 кПа қысымда каталитикалық гидрлеуге қанша көлем сутегі қажет?

Поиск по сайту: