Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu phục vụ cho nhu cầu học tập môn Hóa học các hợp chất cao phân tử. Gồm các bài thí nghiệm bổ ích: Phát hiện Nito, Lưu Huỳnh, Halogen, Flo, Silic, Photpho và các hợp chất hữu cơ như Phenol, Ure, Anilin, Andehit....
Đỗ thị loan Phạm mạnh thảo Thí nghiệm hoá polime Hà nội 2002 lời nói đầu Để đáp ứng yêu cầu học tập môn Hoá học hợp chất cao phân tử, biên soạn tài liệu nhằm giúp học viên thực hành thí nghiệm để củng cố phần lý thuyết đà đ-ợc học Phần I Th.s Đỗ Thị Loan viết Phần II Th.s Phạm Mạnh Thảo viết Tài liệu lần đầu biên soạn chắn nhiều thiếu sót, mong nhận đ-ợc ý kiến đóng góp để lần xuất sau, tài liệu có chất l-ợng cao Chúng xin chân thành cảm ơn Hà nội ngày 21 tháng năm 2002 Các tác giả mục lục Trang Phần I Lý thuyết chung I Hợp chất cao phân tử polime 1.Khái niệm hợp chất cao phân tử polime Điều kiệnđể monome tham gia phản ứng tổng hợp polime CÊu tróc kh«ng gian cđa polime Phân tử l-ợng trung bình độ trùng hợp polime II Các loại phản ứng tổng hợp polime 10 Phản ứng trùng hợp 10 Phản ứng trùng ng-ng 12 Phần II Các thí nghiệm 20 Bài Phân tích định tính nguyên tố 20 Phát nitơ 20 Phát l-u hnh 20 Ph¸t hiƯn halogen 21 Ph¸t hiƯn flo 21 Ph¸t hiƯn silic 22 Ph¸t photpho 23 Bài Phân tích định tính hợp chất hữu nhóm chức sản phẩm phân huỷ polime 23 Phát phenol 23 Ph¸t hiƯn ure 24 Ph¸t hiƯn anilin 25 Ph¸t hiƯn andehit 26 Ph¸t hiƯn fomandehit 26 Phát axit axetic axetat 28 Phát hợp chất nitro 28 Bài Xác định phân tử l-ợng ph-ơng pháp hoá học 29 I Xác định phân tử l-ợng polieste mạch thẳng 29 II Xác định phân tử l-ợng poliamit 31 Bài Xác định phân tử l-ợng ph-ơng pháp vật lý 33 I Ph-ơng pháp nghiệm lạnh 33 II Ph-ơng pháp đo áp suất thẩm thấu 36 III Ph-ơng pháp đo độ nhớt 40 Bài Tổng hợp nhựa novolac 46 Bài Tổng hợp keo ure-fomandehit 47 Bài Phản ứng trùng ng-ng andehit phtalic với glixerin 48 Tài liệu tham khảo 50 Phần I lí thuyết chung I Hợp chất cao phân tử polime Khái niệm hợp chất cao phân tử polime Hợp chất cao phân tử hợp chất có kích th-ớc lớn, khối l-ợng phân tử cao, cấu tạo phức tạp Giới hạn nhỏ giá trị phân tử l-ợng hợp chất cao phân tử khó xác định cách xác Ng-ời ta cho giới hạn khoảng 10.000 đvC Bởi từ giới hạn hợp chất có tính chất đặc tr-ng: độ bền học, tính đàn hồi, tính dẻo, độ nhớt cao phân biệt cách rõ rệt với hợp chất thấp phân tử Những hợp chất cao phân tử có khối l-ợng phân tử lớn, cấu tạo phức tạp, không lặp lặp lại đơn vị cấu tạo không gọi polime Polime đ-ợc cấu tạo từ nhóm nguyên tử lặp lặp lại Các nhóm đ-ợc gọi mắt xích (mer) polime Hợp chất thấp phân tử dùng để tổng hợp polime th-ờng gọi monome Ví dơ: -polime trïng hỵp: nCH2 = CH2 to,P,xt monome ( -CH2-CH2 - )n polime -polime trïng ng-ng: nHO-(CH2)x – COOH (-O-(CH2)x-CO-)n monome polime n – hƯ sè trïng hỵp (trïng ng-ng) Sản phẩm phản ứng đồng trùng hợp gọi copolime Comonome monome tự trùng hợp với với monome khác Come monome khả tự trùng hợp với mà trùng hợp với monome khác Ví dụ: nCH2 = CH2 + nCH2 = CH2 O=C C=O O monome come -CH2 - CH2 – CH – CH - n O=C C=O O copolime Điều kiện để monome tham gia phản ứng tổng hợp polime Điều kiện monome tổng hợp polime chúng phải có độ chức lớn hai Độ chức tất nguyên tử, nhóm nguyên tử số liên kết có phân tử monome có khả tham gia phản ứng tổng hợp polime Đối với nhóm chức thông th-ờng độ chức số nhóm chức Ví dụ: etylen glicol, axit adipic hexametylen điamin monome có độ chức 2, glixerin có độ chức Đối với liên kết đôi ba phân tử hợp chất có liên kết đôi có độ chức 2, hợp chất có liên kết ba có độ chức Bởi đứt liên kết đôi hợp chất có hóa trị 2, đứt liên kết ba hợp chất có hóa trị T-ơng tự nh- hợp chất có liên kết đôi có độ chức liên kết đôi bị đứt Đối với hợp chất chứa nguyên tử linh động phân tử ®é chøc b»ng sè nguyªn tư linh ®éng cã phân tử hợp chất Chẳng hạn phenol có nguyên tử hiđro linh động vị trí octo nguyên tử hiđro linh động vị trí para nên có độ chức Còn O-crezol có nguyên tử hiđro linh động vị trí para vị trí octo nên có độ chức Ngoài điều kiện bắt buộc độ chức đà nêu để tổng hợp polime có kết quả, điều cần thiết phải đảm bảo điều kiện nhiệt động động học phản ứng Cấu tróc kh«ng gian cđa polime CÊu tróc kh«ng gian cđa polime ảnh h-ởng nhiều đến tính chất lý hóa học polime Các polime có cấu trúc sau: Polime mạch thẳng Polime mạch phân nhánh Polime mạng l-ới Polime mạch thẳng nhận đ-ợc từ phản ứng monome chức Khi monome tham gia phản ứng có độ chức lớn tùy điều kiện tổng hợp, sản phẩm phản ứng polime phân nhánh mạng l-ới Khi mạch polime có nguyên tử cácbon bất đối (C*) phụ thuộc vào vị trí không gian nhóm chức (X) mà ng-ời ta đ-a loại cÊu tróc lËp thĨ cđa polime sau: -Polime izotactic: ë polime izotactic tất nhóm nguyên tử bon bất đối mạch nằm phía mặt phẳng mạch -Polime syndiotactic: nhóm đ-ợc xếp lần l-ợt trật tự d-ới mặt phẳng mạch: -Polime atactic: Các nhóm (X) đ-ợc xếp dọc theo mạch cách tùy tiện: Phân tử l-ợng trung bình độ trùng hợp polime Đối với polime phân tử l-ợng số đặc tr-ng cho chất nh- hợp chất thấp phân tử Trong l-ợng polime chứa hỗn hợp đồng đẳng polime có khối l-ợng phân tử khác Vì cần phải dùng khái niệm phân tử l-ợng trung bình Để xét toàn diện polime việc biết phân tử l-ợng trung bình cần biết độ đa phân tán polime Độ đa phân tán đại l-ợng đặc tr-ng cho sai lệch khối l-ợng đại phân tử mẫu phân tử l-ợng trung bình polime Các polime có độ đa phân tán lớn khối l-ợng đại phân tử không khác nhiều Khi polime có độ đa phân tán lớn tồn nhiều loại phân tử l-ợng trung bình Ta xét hai loại phân tử l-ợng trung bình số ( M n ) phân tử l-ợng trung bình trọng ( M r ) M n đ-ợc biểu diƠn b»ng c«ng thøc: M n M1 N1 Ni n M2 i 1 N2 Ni n M i i 1 Ni Ni n i 1 Mi Ni n Hay: M n i 1 n Ni i 1 ®ã: N1, N2 Ni Số l-ợng đại phân tử có khối l-ợng M1, M2, Mi M r đ-ợc biĨu diƠn b»ng c«ng thøc: M r M1 N1M NiMi n M2 i 1 N2M NiMi n M i i 1 Ni Mi Ni Mi n i 1 Ta ký hiệu ri phần khối l-ợng đại phân tư cã khèi l-ỵng Mi: ri Ni Mi Ni Mi n i 1 Khi ®ã: M r M i ri n i 1 Ta thÊy ®èi với polime có độ phân tán nhỏ (polime đơn phân tán)thì M n M r (i 1) Đối với polime có độ phân tán lớn M n M r Đặc tr-ng cho polime có độ trùng hợp (DP) Độ trùng hợp polime số mắt xích (mer) có đại phân tử polime Nh- polime tổng hợp ph-ơng pháp trùng hợp DP tỉ số khối l-ợng phân tử polime khối l-ợng phân tử monome Trong polime tổng hợp ph-ơng pháp trùng ng-ng tính toán tỉ số cần ý đến khối l-ợng sản phẩm phụ phản ứng trùng ng-ng II Các loại phản ứng tổng hợp polime Phản ứng trùng hợp Quá trình trùng hợp trình kết hợp monome không sinh sản phẩm phụ + Phản ứng trùng hợp mạch: nA (-A-)n Phản ứng trùng hợp mạch bao gồm giai đoạn bản: - Giai đoạn khơi mào: Tạo thành trung tâm hoạt động A1 A1* - Giai đoạn phát triển mạch A1* + A1 A2* A2* + A1 A3* A*n-1 + A1 An * - Giai đoạn ngắt mạch: An * Trong đó: An A1 phân tử monome A1* - trung tâm hoạt động A2*, A3* A*n-1 , An* - mạch polime phát triển An - đại phân tử polime Các trung tâm hoạt động trình trùng hợp mạch là: gốc tự do, ion d-ơng âm mà dựa vào mà ng-ời ta phân biệt trùng hợp gốc hay trùng hợp cation trùng hợp anion Ngoài có trùng hợp phức, trùng hợp xạ v.v Cơ chế loại trùng hợp khác Cấu tạo polime tốc độ trình trùng hợp mạch phụ thuộc nhiều vào cấu trúc monome nguyên liệu, nồng độ áp suất chúng Polime nhận đ-ợc trình trùng hợp mạch có thành phần giống thành phần monome ban đầu, nh-ng khối l-ợng phân tử lớn nhiều Một dạng phản ứng trùng hợp mạch phản ứng trùng hợp đứt liên kết đôi Ví dụ: nCH2 = CHCl (-CH2 CHCl-)n Các monome có liên kết bội cấu trúc vòng không bền tham gia phản ứng trùng hợp mạch + Phản ứng trùng hợp bậc: Là trình kết hợp monome thành polime không sinh sản phẩm phụ nhờ di chuyển nguyên tử hiđrô linh động (hoặc nhóm nguyên tử linh động) Để thực phản ứng trùng hợp bậc cần có hai loại monome: loại chứa nguyên tử hiđrô hay nhóm nguyên tử linh động có khả di chuyển, loại có khả kết hợp với nguyên tử hiđrô hay nhóm nguyên tử linh động Ví dụ: trùng hợp polime poliuretan từ diazoxinat glicol: O = C = N-R-N = C = O + H-O-R’-O-H O = C = N-R-NH-CO-O-R’-O-H C = N-R-NH-CO-O-R’-O-H + O = C = N-R-N-R-N = C = O O = C = N-R-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-N = C = O = C = N-R-NH-CO-O-R’-O-CO-NH-R-N = C = O + H-O-R’-OH O = C = N-R-NH- CO-O-R-O-CO-NH-R-NH-CO-O-R-OH tiếp tục kÕt thóc ph¶n øng B¶ng H»ng sè nghiệm đông số dung môi: Dung môi Kd N-íc 1,85 Nitrobezen 6,9 Benzen 5,1 Phenol 7,3 Camphor (C10H16O) 39,7 II Ph-ơng pháp đo áp suất thẩm thấu Xác định phân tử l-ợng ph-ơng pháp đo áp suất thÈm thÊu dùa trªn sù phơ thc tØ lƯ thn áp suất thẩm thấu vào tỉ số số phần tử chất tan với số phần tử có dung dịch Theo ph-ơng pháp ng-ời ta xác định khối l-ợng phân tử cách đo gián tiếp áp suất thẩm thấu khoảng nồng độ đủ nhỏ để liên hợp phân tử phân tử chất tan Do thay đổi áp suất thẩm thấu theo nồng độ rõ rệt so với thay đổi nhiệt độ đông đặc ph-ơng pháp đo áp suất thẩm thấu nghiên cứu dung dịch loÃng (và có độ xác cao hơn) so với ph-ơng pháp nghiệm lạnh Để đo áp suất thẩm thấu sử dơng thÈm thÊu kÕ Dogatkin (xem h×nh 2) ThÈm thÊu kÕ gåm bÇu thủ tinh dung tÝch 15 ml, đáy đ-ợc bịt màng bán thẩm Màng bán thẩm đ-ợc dán vào mép mài nhám bầu thuỷ tinh vòng chân đế Dung dịch đ-ợc nạp vào bầu qua ống nhánh có nút nhám đ-ợc làm kín hoàn toàn Phần phía bầu lắp mao quản có chia ®é cã ®-êng kÝnh 0,7 mm vµ dµi 120 150 mm Một mao quản khác có đ-ờng kính, đ-ợc gắn vào mao quản thứ cho đầu phía d-ới nhúng ngập vào dung môi (để hiệu chỉnh độ mao đẫn) bình Đặt bầu vào bình có dung môi, đậy bình nút nhám Hình Thẩm thấu kế Dogatkin 1-bầu thuỷ tinh có hai nhánh; 2-mép bầu thuỷ tinh mài nhám; 3-ống nhánh; 4-nút nhám; 6-mao quản; 7-chân đế 8-bình thuỷ tinh Do khác nồng độ dung môi bầu bình nên phân tử dung môi thẩm thấu qua màng từ bình vào bầu Nồng độ dung dịch bầu cao l-ợng dung môi thẩm thấu qua màng lớn Các phân tử chất tan có kích th-ớc lớn nên qua màng Bên bầu thể tích chất lỏng tăng lên đạt đ-ợc cân áp suất dung môi chất lỏng bình bầu Chất lỏng d- bầu dâng lên theo mao quản độ chênh lệch chiều cao dâng lên chất lỏng hai mao quản biểu thị độ lớn áp suất thẩm thấu dung dịch (P) Đối với dung dịch thực tỉ số độ lớn áp suất thẩm thấu nồng độ dung dịch số Nếu khối l-ợng phân tử polime cao khoảng nồng độ P số dựa vào kết thí nghiệm C P P xây dựng đồ thị phụ thuộc - C xác định giá trị ph-ơng C C nghiên cứu, tỉ số pháp ngoại suy C Khi đà xác định đ-ợc đại l-ợng thức: M R.T đó: P tìm phân tử l-ợng theo công C C P P-là ¸p suÊt thÈm thÊu (atm); C-nång ®é chÊt tan (g/l); R = 0,082 (l.atm/mol.độ); T-nhiệt độ môi tr-ờng xung quanh thêi gian tiÕn hµnh thÝ nghiƯm ( K) Điều quan trọng ph-ơng pháp lựa chọn chuẩn bị màng bán thẩm Trong điều kiện phòng thí nghiệm, vật liệu thích hợp để làm màng bán thẩm xelophan Màng xelophan đ-ợc xử lý dung dÞch ZnCl2 60 65 % ë 20 400C 20 phút Sau rửa n-ớc dung dịch HCl loÃng đến không ZnCl2, sau lại rửa n-ớc đến hết HCl Sấy khô màng xelophan Có thể loại n-ớc r-ợu rửa dung môi dùng để xác định phân tử l-ợng Màng chuẩn bị xong đem tẩm r-ợu cẩn thận dán vào miệng bầu thuỷ tinh vòng tròn chân đế thẩm thấu kế dung dịch n-ớc r-ợu polivinylic Cố định màng kẹp nhỏ Để làm khô lớp keo dán đặt bầu vừa dán màng vào tñ sÊy ë 70 800C 20 30 phút Sau màng cần đ-ợc bảo quản dung môi dùng để nghiên cứu Tr-ớc bắt đầu thí nghiệm, lấy bầu thuỷ tinh khỏi dung môi làm khô không khí 15 20 phút Để xác định phân tử l-ợng, cho khoảng 0,05 g polime vào bình nón dung tích 100 ml, thêm vào 50 ml dung môi Sau tan hoàn toàn, đặt bình nón phận ổn nhiệt 200C 15 phút Sau mở ống nhánh thẩm thấu kế rót vào l-ợng dung dịch cho mức chất lỏng chạm mép d-ới mặt nhám ống nhánh Đậy ống nhánh nút đặt bầu vào bình có dung môi đà đ-ợc ổn nhiệt 200C Đánh dấu mức ban đầu hai mao quản Thẩm thấu kế ®-ỵc ỉn nhiƯt ë 20 10C Sau giờ, đo lần thứ mức chất lỏng mao quản (mao quản nối với bầu thuỷ tinh) lặp lại phép đo sau khoảng thời gian 30 phút Sau mức chất lỏng không thay đổi nữa, xác định hiệu số chiều cao hai mao quản Nhấc bầu khỏi cốc, lau khô đổ dung dịch Rửa bầu vài lần dung môi Cẩn thận để không làm hỏng màng lặp lại thí nghiệm với dung dịch Giá tri trung bình cđa ¸p st thÈm thÊu tÝnh theo milimet cét dung môi chuyển đổi sang đơn vị milimet Hg theo công thức: p đó: h.d d1 p-áp suất (mmHg); h-hiƯu sè chiỊu cao chÊt láng hai mao qu¶n; d2-khối l-ợng riêng dung môi (g/cm3); d1-khối l-ợng riêng thuỷ ngân (g/cm3); áp suất thẩm thấu tính theo atm là: P p 760 Tiến hành thí nghiệm t-ơng tự với l-ợng dung môi nh-ng với khối l-ợng polime 0,075; 0,100; 0,125 g Kết ghi vào bảng Theo số liệu thực nghiệm tính giá trị phân tử l-ợng trung bình Nếu vùng nồng độ đà chọn, tỉ số P số xây C P P dựng đồ thị C Kéo dài đ-ờng biểu diễn cắt trục tung giá trị tung C C P đ-ợc dùng để tình toán phân tử l-ợng C C độ điểm cắt Bảng Kết nghiên cứu mẫu số .bằng ph-ơng pháp đo áp suÊt thÈm thÊu Dung m«i: STT Nång ®é chÊt nghiªn cøu C (g/100g) HiƯu sè chiỊu cao hai cột mao quản (mm) áp suất thẩm thấu P (atm) P/C III Xác định phân tử l-ợng ph-ơng pháp đo độ nhớt Ph-ơng pháp đo độ nhớt ph-ơng pháp đơn giản mặt thực nghiệm đồng thời cho phép xác định phân tử l-ợng khoảng t-ơng ®èi réng ( M 104 106 ), nhiên ph-ơng pháp có độ xác không cao Tr-ớc hết ta hÃy xét số định nghĩa độ nhớt Độ nhớt tuyệt đối Theo định luật Poadây, chất lỏng chảy qua mao quản có chiều dài L (cm), bán kính r (cm) d-ới t¸c dơng cđa ¸p st P (dyn/cm2), sau thêi gian t (giây) đ-ợc l-ợng tích V(ml) ®é nhít tut ®èi cã thĨ tÝnh theo biĨu thøc sau: P r = t 8L V (1) P=g.H. (2) NÕu chÊt láng ch¶y qua mao qu¶n tác dụng trọng lực thì: đó: g gia tốc trọng tr-ờng H: Hiệu số mức dung dịch mao quản : Tỷ träng cđa dung dÞch Ta cã: g H r = t ( dyn.gi©y/ cm2 = Poa) L V Đối với nhớt kế cho sẵn, đại l-ợng: L, H, V, r số g H r Nếu đặt = const = K L V Thì đại l-ợng K đ-ợc gọi số nhớt kế đ-ợc tính cách đo thời gian mà chất lỏng có độ nhớt tỷ trọng biết sẵn chảy qua nhớt kế ®ã: K= o t o o (3) o , o , to : độ nhớt, tỷ trọng thời gian chảy chất lỏng chuẩn (n-ớc 25oC) Độ nhít tut ®èi cđa mét chÊt cã thĨ tÝnh theo hÖ thøc: = K t (4) K: H»ng sè nhít kÕ : Tû träng dung dÞch ë nhiƯt độ cho sẵn t: Thời gian chảy trung bình dung dịch Độ nhớt t-ơng đối Để xác định trọng l-ợng phân tử ng-ời ta không cần biết giá trị độ nhớt tuyệt đối mà cần biết độ nhớt t-ơng đối dung dịch dung dịch (5) dung môi Muốn xác định độ nhớt t-ơng đối cần biết thời gian chảy t dung dịch thời gian chảy to cđa dung m«i qua nhít kÕ ë cïng mét nhiệt độ xác t-ơng đối = định Nồng độ dung dịch th-ờng đ-ợc biểu diễn gam 100 ml dung môi Do đó: t-ơng đối = t to (6) Độ nhớt riêng Độ nhớt riêng tỷ số hiệu số độ nhớt dung dịch dung môi với độ nhớt dung môi Độ nhớt riêng riêng đ-ợc xác định hệ thức: riêng = t to = t-ơng đối to (7) Độ nhớt rút gọn Độ nhớt rút gọn tỷ số độ nhớt riêng dung dịch với nồng độ nó: rút gọn = riêng C (8) Độ nhớt đặc tr-ng Độ nhớt đặc tr-ng giới hạn độ nhớt rút gọn nồng độ dung riêng dịch tiến tới 0: đặc tr-ng = lim C c o (9) Để xác định phân tử l-ợng cđa hỵp chÊt polime ng-êi ta sư dơng hƯ thøc Mak - Euvin biểu diễn phụ thuộc độ nhớt đặc tr-ng phân tử l-ợng chất polime đó: đặc tr-ng = K.M (10) K số phụ thuộc chất dung môi nhiệt độ có giá trị khoảng 0,5 đến 0,8 Xác định độ nhớt đặc tr-ng thí nghiệm nh- sau: Pha loạt dung dịch polime có nồng độ phần trăm từ bé lớn dần lên (nồng độ cao không 1g/100ml) Sau đà xác định độ nhớt riêng dung dịch, tính độ nhớt rút gọn cho dung dịch xây dựng đồ thị hình Đoạn thẳng mà ®-êng biĨu diƠn c¾t trơc tung sÏ cho ta ®é nhớt đặc tr-ng Theo (10) ta có: lg đt = lgK + lg M (11) riêng C Hình Xác định độ nhớt đặc tr-ng 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 C (g/100ml) Nếu biết giá trị số K, thí nghiệm xác định đ-ợc [] ta tính đ-ợc phân tử l-ợng M polime Các số K, số hệ polime - dung môi đà cho sẵn (bảng 4) Một số loại nhớt kế Có hai loại nhớt kế thông dơng: a) Nhít kÕ Ostvan (h×nh 4): Nhít kÕ Ostvan có dạng chữ U, bên có mao quản kích th-ớc lỗ 0,6-0,8mm Phần mao quản nối liền với hay bầu hình cầu tích kho¶ng - ml Nhít kÕ Ostvan dïng để xác định độ nhớt với nồng độ xác định Thể tích dung dịch dùng cho lần đo phải hoàn toàn b) Nhớt kế Ubelot (hình 5): Nhớt kế Ubelot khác với nhớt kế Ostvan có thêm nhánh thứ gắn liền với nhánh có mao quản qua bầu chứa nhỏ Nhánh thứ ba có tác dụng ngắt dòng dung dịch cuối mao quản, thời gian dung dịch chảy qua mao quản không phụ thuộc vào l-ợng dung dịch bầu chứa Nhớt kế Ubelot có nhiều -u điểm hơn, dùng tiện lợi pha loÃng nồng độ dung dịch bầu chứa cách cho thêm vào l-ợng dung môi t-ơng ứng Hình Nhít kÕ Ostvan H×nh Nhít kÕ Ubelot Nhít kÕ tr-ớc dùng phải đ-ợc rửa hỗn hợp sunfocromic, tráng lại cồn ete, xong đem sấy kh« tđ sÊy ë nhiƯt d-íi 700C Polime tr-íc dùng phải đ-ợc tính chế cách kết tủa nhiều lần sấy khô nhiệt độ 50 - 60oC tủ sấy chân không đến khối l-ợng không đổi Polime đà tinh chế, sấy khô đem pha vào dung môi với nồng độ khác Bảng Các số K số hệ polime - dung môi: Các chất polime Dung môi to (oC) K.104 M, 105 Polistiren Toluen 30 3,7 0,62 2,018,0 Polimetylmetacrilat Cloroform 20 0,4 0,82 0,569,8 Polivinylaxetat Axeton 50 2,8 0,67 0,778,5 Toluen 30 5,02 0,67 0,415,0 N-íc 30 5,9 0,67 0,441,1 Poliizopren (cao su thiên nhiên) R-ợu polivynylic Tiến hành thí nghiệm: Pha 25 ml dung dịch polistiren toluen với nồng độ: 0,4%; 0,2%; 0,1%; 0,05%; 0,025% từ dung dịch 0,4% có sẵn phòng thí nghiệm Tráng nhớt kế toluen vài lần Dùng pipét hút ml toluen cho vào nhánh phải nhớt kế đặt nhớt kế vào ổn nhiệt 30oC 15 phút Dùng bóp cao su hút lên ngập mức M1 chút tháo bỏ bóp cao su cho toluen chảy tự nhiên dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian toluen chảy từ mức M1 đến mức M2 Đo - lần lấy giá trị trung bình (chú ý thời gian lần đo không khác 0,2s) Giá trị đo đ-ợc thời gian to Tiến hành đo dung dịch lại nh- đà làm Cứ lần đo dung dịch phải tráng nhớt kế dung dịch hai lần Các dung dịch tráng, dung môi dung dịch đà đo đổ vào bình thu hồi Làm xong thí nghiệm phải tráng nhớt kế tôluen nhiều lần Các kết thí nghiệm ghi vào bảng theo mẫu d-ới đây: STT Nồng độ (%) Thời gian t-ơng đối chảy (s) 0,000 0,025 0,050 0,100 0,200 riªng (t-ơngđối1) 0,400 riêng Dựa vào kết bảng xây dựng độ thị: C Từ xác định phân tử l-ợng polistiren C riêng C Bài Tổng hợp nhựa novolac Hoá chất: Phenol: Formalin 30%: 32g 30g HCl (d = 1,19g/ml) : 1% so víi khèi l-ỵng phenol Dụng cụ: Bình cầu cổ dung tích 250ml Máy khuấy, bếp cách thuỷ Sinh hàn bóng Nhiệt kế 250oC Bát sứ, tôn 30cm x 30cm Tiến hành thí nghiệm (trong tủ hút): Cho vào bình cầu cổ dung tích 250ml có lắp cánh khuấy, sinh hàn, cho vào 32g phenol, 30g formalin HCl Đun cách thuỷ bình cầu đến nhiệt độ 80 85oC, sau ngừng đun Do phản ứng toả nhiệt nên nhiệt độ bình nâng lên 95 98oC Lúc hỗn hợp sôi mạnh Trong tr-ờng hợp nhiệt độ tiếp tục tăng giới hạn cần nâng bình lên khỏi mặt n-ớc thêm n-ớc lạnh vào nồi cách thủy Khi phản ứng toả nhiệt kết thúc lại tiếp tục đun nóng để trì nhiệt độ khoảng 95 98oC Duy trì nhiệt độ phản ứng xong Khi hỗn hợp phân lớp, ban đầu hỗn hợp đục mạnh, sau phân lớp rõ rệt, lớp n-ớc, d-ới nhựa có mầu vàng sáng nhớt Đổ hỗn hợp bát sứ, để lắng, tách bỏ lớp n-ớc Nhựa lại đun cách dầu trực tiếp bếp điện có l-ới amiăng nâng dần nhiệt độ lên 200o C để tách n-ớc (làm tủ hút) Trong trình sấy, hỗn hợp sủi bọt n-ớc thoát Khi n-ớc bốc hết t-ợng sủi bọt chấm dứt Lúc bề mặt nhựa phẳng láng Sau đạt 200oC, ngừng đun nóng đổ nhựa tôn để làm nguội Nhựa novolac nhận đ-ợc dạng rắn, giòn, có mầu vàng sáng, nóng chảy hoà tan tốt r-ợu hỗn hợp r-ợu benzen Bài Điều chế keo ure – fomandehit Ho¸ chÊt: Ure Fomandehit 30% Glixerin : 18g : 50ml : 1ml Dụng cụ: Bình cầu đáy tròn cổ dung tích 250ml Máy khuấy, nhiệt kế - 100oC, bát sứ Tiến hành thí nghiệm (trong tủ hút): Cho 50ml formalin 30% vào bình cầu đáy tròn cổ dung tích 250 ml có lắp máy khuấy nhiệt kế, điều chỉnh pH đến NH3 15% Thêm 15g ure (hoà tan 50ml n-ớc) 1ml glixerin Đun bình cầu nồi cách thủ 15 (nhiƯt ®é 97 - 98oC) Siro lỏng suốt đ-ợc tạo thành Kiểm tra phản ứng giấy thị điều chỉnh pH 4,5 - cách thêm giọt dung dịch axit formic 10% Sau giữ hỗn hợp nhiệt độ sôi khuấy mạnh 30 phút (cứ phút kiểm tra điều chỉnh pH lần, không đ-ợc pH xuống thấp d-ới 4,5!) Thêm vào bình cầu 3g ure d-ới dạng dung dịch n-ớc (10ml) đun thêm vài phút lấy mẫu thử 20oC, pha loÃng 1,5 l-ợng n-ớc thấy đục đ-ợc (thử cách dùng đũa thuỷ tinh nhúng vào chất lỏng bình lấy cho chạm vào thành cốc đà tráng -ớt sẵn) Khi phản ứng trùng ng-ng đạt đến giai đoạn cần phải trung hoà chậm l-ợng chứa bình đến pH=7 dung dịch NaOH 10% Thử keo: Lấy vài ml keo gỗ, cho vào vài hạt tinh thể NH4Cl, khuấy cho tan, ép gỗ khác lên Để yên 20-30 phút Chú ý: - Không dùng pipet lấy mẫu thử - Sau keo đ-ợc điều chế xong đổ bát sứ Tráng bình cầu dung dịch kiềm loÃng rửa n-ớc Bài Phản ứng trùng ng-ng andehit phtalic với glixerin Hoá chất: Andehit phtalic 33 g Glixerin (không n-ớc) 20 g Dơng cơ: Cèc sø PhƠu thủ tinh 1 Bếp cách dầu Tiến hành (trong tủ hút): thí nghiệm Cân 33 g andehit phtalic 20g glixerin không lẫn n-ớc (nếu có lẫn n-ớc cần tăng l-ợng cân t-ơng ứng), cho vào cốc sứ Đậy cốc phễu thuỷ tinh úp ng-ợc (xem hình 6) Đun nóng nhanh hỗn hợp bếp đến 1800C giữ nhiệt độ vòng Sau nâng nhiệt độ phản ứng lên đến 200-2200C tiếp tục đun đến tạo thành nhựa dạng thuỷ tinh, khó tan axeton Trong trình tổng hợp polieste, lấy mẫu từ hỗn hợp phản ứng để xác định số axit xem trang 30 Mẫu lấy sau andehit phtalic nóng chảy Sau 30 phót, giê, H×nh Dơng trïng ng-ng glixerin andehit phtalic víi giê, giê lÊy c¸c mÉu Andehit phtalic bị thăng hoa nóng chảy kết tinh lại thành phễu, tr-ớc lấy mẫu cần gạt axit kết tinh vào cốc khuấy hỗn hợp phản ứng tài liệu tham khảo S Prorejko; J Fejgin Hoá học hợp chất cao phân tử Phần I, II 1970 Trần Thị Lê dịch HVKTQS 1985 S Trepinhep Cơ sở hoá học hợp chất cao phân tử 1972 (DÞch tõ tiÕng Nga) Vị Ngäc Ban Thùc tËp Hoá lí NXB Giáo dục 1989 Đặng Nh- Tại; Ngô Thị Thuận Tổng hợp hoá học hữu Tập III (Dịch từ tiếng Nga) NXB KHKT Hà nội 1984 ẩ ẽ ậợủồõ, ẻ ò ễồọợũợõ; ẽờũốờúỡ ùợ ừốỡốố õỷủợờợùợởốỡồớỷừ ủợồọốớồớốộ; ợủừốỡốỗọũ; èợủờõ 1959 ... axetic axetat Các polime copolime vinylaxetat axetylxenlulozơ cho phản ứng đến axit axetic Cho g polime vào ống nghiệm chịu nhiệt có ống nhánh dẫn sang bình hứng Đun ống nghiệm polime bị phân huỷ... tạo không gọi polime Polime đ-ợc cấu tạo từ nhóm nguyên tử lặp lặp lại Các nhóm đ-ợc gọi mắt xích (mer) polime Hợp chất thấp phân tử dùng để tổng hợp polime th-ờng gọi monome Ví dụ: -polime trùng... hợp polime có kết quả, điều cần thiết phải đảm bảo điều kiện nhiệt động động học phản ứng Cấu trúc không gian polime Cấu trúc không gian polime ảnh h-ởng nhiều đến tính chất lý hóa học cđa polime