Giải Hóa học 12 trang 59
Lời giải chi tiết SGK Lớp 12 · Môn HĂ³a Há»c · Trang 59–60
Tóm tắt lý thuyết
Phần này thuộc bài về Chất dẻo và Vật liệu composite (Hóa học 12 – Kết nối tri thức).
Phản ứng điều chế một số chất dẻo:
- Trùng hợp các monomer dạng $CH_2=CHR$ tạo polymer mạch carbon:
$$nCH_2=CHR \xrightarrow{t^o,\ xt,\ p} \left(CH_2-CHR\right)_n$$
| R | H | CH₃ | Cl | C₆H₅ |
|---|---|---|---|---|
| Chất dẻo | PE | PP | PVC | PS |
- Trùng hợp methyl methacrylate tạo poly(methyl methacrylate) – thủy tinh hữu cơ.
- Poly(phenol formaldehyde) (PPF) điều chế từ phản ứng trùng ngưng giữa phenol và formaldehyde (HCHO), có acid xúc tác, giải phóng nước.
Ứng dụng chất dẻo:
| Chất dẻo | Ứng dụng tiêu biểu |
|---|---|
| PE | Túi nylon, màng bọc thực phẩm, chai lọ, đồ chơi |
| PP | Bao gói, hộp đựng, ống nước, chi tiết nhựa ô tô |
| PVC | Giày ủng, rèm nhựa, khung cửa, ống nước, vỏ cáp điện, vải giả da |
| PS | Bao gói thực phẩm, hộp xốp, vật liệu cách nhiệt |
| Poly(methyl methacrylate) | Thủy tinh hữu cơ: kính máy bay, kính bảo hiểm, bể cá |
Ô nhiễm do rác thải nhựa: nhựa khó phân hủy (hàng trăm năm), đốt sinh khí độc và khí nhà kính, chôn lấp làm hại đất và vi sinh vật, thải ra nước gây mất cân bằng sinh thái. Biện pháp giảm thiểu: tái chế, hạn chế túi nylon, mang túi khi mua sắm, dùng vật liệu phân hủy sinh học, phân loại rác tại nguồn.
Vật liệu composite: vật liệu tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu, có tính chất vượt trội. Gồm:
- Vật liệu cốt: đảm bảo đặc tính cơ học (cốt sợi, cốt hạt).
- Vật liệu nền: liên kết các thành phần cốt (nền hữu cơ/polymer, nền kim loại, nền gốm).
Bài 1: Phân loại trùng hợp – trùng ngưng
Đề: Cho các polymer sau: PE, PP, poly(methyl methacrylate) và PPF. Hãy xác định polymer nào được tạo thành từ phản ứng trùng hợp, polymer nào được tạo thành từ phản ứng trùng ngưng.
Lời giải:
Phản ứng trùng hợp tạo ra: PE, PP, poly(methyl methacrylate).
- Cả ba đều đi từ monomer có liên kết đôi C=C ($CH_2=CHR$ hoặc $CH_2=C(CH_3)COOCH_3$), kết hợp lại mà không tách ra phân tử nhỏ nào.
Phản ứng trùng ngưng tạo ra: PPF.
- Phenol kết hợp với formaldehyde, mỗi mắt xích nối lại đồng thời tách ra một phân tử $H_2O$. Có sản phẩm phụ phân tử nhỏ là dấu hiệu của trùng ngưng.
Bài 2: Tính chất của PVC làm vỏ bọc dây điện
Đề: PVC được dùng làm vỏ bọc dây điện. Ứng dụng này dựa trên tính chất đặc trưng nào của PVC?
Lời giải:
Ứng dụng dựa trên tính cách điện tốt của PVC, kèm theo độ dẻo, bền cơ học và khả năng chống ẩm, chống ăn mòn.
Vì PVC không dẫn điện nên bọc bên ngoài lõi kim loại sẽ ngăn dòng điện rò ra ngoài, bảo vệ an toàn cho người sử dụng. Đồng thời lớp vỏ dẻo, bền giúp bảo vệ lõi dây khỏi tác động cơ học và môi trường.
Bài 3: Xác định vật liệu cốt và nền trong composite
Đề: Một loại vật liệu composite dùng để làm vỏ tàu thuyền được chế tạo từ sợi thủy tinh và nhựa polyester. Hãy xác định vật liệu cốt và vật liệu nền trong vật liệu composite trên.
Lời giải:
- Vật liệu cốt: sợi thủy tinh (dạng cốt sợi, đảm nhận khả năng chịu lực, tăng độ bền cơ học).
- Vật liệu nền: nhựa polyester (nền hữu cơ/polymer, có vai trò liên kết các sợi thủy tinh lại thành khối thống nhất).
Lý do: theo định nghĩa, thành phần dạng sợi gia cường chịu lực là cốt, còn thành phần bao quanh và gắn kết các sợi lại với nhau là nền.
Ngoài ra hai câu hỏi mở (biểu tượng bàn tay) chỉ yêu cầu liên hệ thực tế:
- Vật dụng gia đình từ chất dẻo: chai nước (PE/PP), ống nước và vỏ dây điện (PVC), hộp xốp đựng thức ăn (PS), tấm kính nhựa (PMMA)...
- Biện pháp giảm rác thải nhựa trong gia đình: dùng làn/túi vải khi đi chợ, hạn chế đồ nhựa dùng một lần, tái sử dụng chai lọ, phân loại rác để tái chế.