Câu hỏi mở đầu trang 51

Đề bài: Các polymer tự nhiên (tinh bột, cellulose, tơ tằm,…) hay polymer tổng hợp (PE, PVC, nylon-6,6,…) được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Vậy, polymer là gì và chúng có các tính chất cơ bản nào?

Lời giải:

• Khái niệm: Polymer là những hợp chất có phân tử khối lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.
• Tính chất cơ bản:
  • Vật lí: thường là chất rắn, không bay hơi; không nóng chảy hoặc nóng chảy trong khoảng nhiệt độ rộng; hầu hết không tan trong nước.
  • Hoá học: có 3 loại phản ứng đặc trưng – phản ứng cắt mạch, tăng mạch và giữ nguyên mạch polymer.

I. Khái niệm, danh pháp

1. Khái niệm

Hoạt động trang 51 – So sánh polyethylene với ethylene

Đề bài: Trùng hợp ethylene tạo thành polyethylene. Hãy so sánh về thành phần nguyên tố, phân tử khối của polyethylene so với ethylene.

Lời giải:

Kết luận:

• Thành phần nguyên tố: giống nhau (đều là C và H).
• Phân tử khối: polyethylene lớn hơn rất nhiều so với ethylene (gấp n lần).

2. Danh pháp

Câu 1 trang 52

Đề bài: Hãy xác định các monomer tương ứng dùng để tổng hợp các polymer sau: PE, PS và PVC.

Lời giải:

Cách xác định: Monomer chính là mắt xích ban đầu khi có nối đôi $\text{C}=\text{C}$ (trước khi trùng hợp).

Câu 2 trang 52

Đề bài: Viết công thức cấu tạo và gọi tên polymer được tổng hợp từ monomer sau:

a) propylene; b) methyl methacrylate $(\text{CH}_2=\text{C}(\text{CH}_3)-\text{COOCH}_3)$.

Lời giải:

Cách viết: Monomer có liên kết đôi $\text{C}=\text{C}$ → phản ứng trùng hợp, mở liên kết đôi thành mắt xích.

a) Propylene ($\text{CH}_2=\text{CH-CH}_3$):

$$n\text{CH}_2=\text{CH-CH}_3 \xrightarrow{t^o,, xt,, p} (-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-)_n$$

Tên polymer: polypropylene (PP).

b) Methyl methacrylate ($\text{CH}_2=\text{C}(\text{CH}_3)-\text{COOCH}_3$):

$$n\text{CH}_2=\text{C}(\text{CH}_3)-\text{COOCH}_3 \xrightarrow{t^o,, xt,, p} \Big(-\text{CH}_2-\overset{\displaystyle\text{CH}_3}{\underset{\displaystyle\text{COOCH}_3}{\text{C}}}-\Big)_n$$

Tên polymer: poly(methyl methacrylate) (PMMA).

II. Tính chất hoá học

Câu 3 trang 54

Đề bài: Viết phương trình hoá học của các phản ứng sau:

a) Thuỷ phân hoàn toàn poly(methyl methacrylate) trong môi trường base.
b) Thuỷ phân hoàn toàn nylon-6,6 trong môi trường acid.

Lời giải:

a) Thuỷ phân PMMA trong môi trường base:

PMMA có nhóm ester $-\text{COOCH}_3$ ở mỗi mắt xích → thuỷ phân trong NaOH tạo muối và methanol.

$$\Big(-\text{CH}_2-\underset{\text{COOCH}_3}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}-\Big)_n + n\text{NaOH} \xrightarrow{t^o} \Big(-\text{CH}_2-\underset{\text{COONa}}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}-\Big)_n + n\text{CH}_3\text{OH}$$

b) Thuỷ phân nylon-6,6 trong môi trường acid:

Nylon-6,6 có các liên kết amide $-\text{CO-NH}-$ trong mỗi mắt xích (2 liên kết amide/mắt xích) → thuỷ phân tạo hexamethylenediamine và adipic acid.

$$(-\text{NH-}[\text{CH}_2]_6\text{-NH-CO-}[\text{CH}_2]_4\text{-CO-})_n + 2n\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}^+,, t^o} n\text{H}_2\text{N-}[\text{CH}_2]_6\text{-NH}_2 + n\text{HOOC-}[\text{CH}_2]_4\text{-COOH}$$

Câu 4 trang 54

Đề bài: Hộp xốp đựng thực phẩm chế biến sẵn thường làm bằng polystyrene. Hãy tìm hiểu và cho biết có nên sử dụng các hộp này để đựng thức ăn nóng hoặc cho hộp vào lò vi sóng để hâm nóng thức ăn hay không? Tại sao?

Lời giải:

Không nên dùng hộp xốp polystyrene để đựng thức ăn nóng hoặc cho vào lò vi sóng để hâm nóng.

Lý do:

• Polystyrene là polymer nhiệt dẻo, khi gặp nhiệt độ cao dễ bị mềm, biến dạng, thậm chí chảy ra.
• Ở nhiệt độ cao, polystyrene có thể bị phân huỷ, giải phóng styrene (monomer) và các chất phụ gia độc hại thấm vào thức ăn, gây hại cho sức khoẻ (đặc biệt là hệ thần kinh, gan, thận).
• Nên dùng các dụng cụ thuỷ tinh, gốm sứ hoặc nhựa chịu nhiệt (có kí hiệu an toàn với lò vi sóng) để đựng và hâm nóng thức ăn.

III. Phương pháp tổng hợp

Câu 5 trang 54

Đề bài: Cho các polymer sau: PS; nylon-6,6; PVC. Polymer nào được điều chế bằng phản ứng trùng hợp? Polymer nào được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng?

Lời giải:

Nhắc lại:

• Trùng hợp: monomer có liên kết đôi $\text{C}=\text{C}$ (hoặc vòng).
• Trùng ngưng: monomer có ít nhất 2 nhóm chức có khả năng phản ứng, đồng thời thải ra $\text{H}_2\text{O}$ (hoặc phân tử nhỏ khác).

Phân loại:

Kết luận:

• Trùng hợp: PS, PVC.
• Trùng ngưng: nylon-6,6.

IV. Em có thể

Vận dụng tính chất của polymer để giải thích ứng dụng

Lời giải:

Dựa vào tính chất đặc trưng, mỗi loại polymer có ứng dụng phù hợp:

Sử dụng hợp lí polymer theo tính chất

• Đúng mục đích: chọn vật liệu phù hợp với công năng – không dùng túi nilon PE đựng đồ ăn nóng, không dùng hộp xốp PS trong lò vi sóng.
• Tái chế: phân loại rác thải polymer theo các kí hiệu tái chế (1–6) in trên bao bì để giảm ô nhiễm.
• Ưu tiên vật liệu thân thiện môi trường: dùng túi vải, túi giấy thay cho túi nilon dùng một lần.
• Không đốt polymer một cách bừa bãi vì sinh ra khí độc gây ô nhiễm không khí.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ