Ноября 2021 г. (пятница)
Дисциплина: Химия
Группа: № 83
Урок №10
Тема: Вулканизация каучука. Резина. Применение каучука и резины.
Цели урока: продолжить изучение диеновых углеводородов на примере натурального каучука; рассмотреть особенности строения, свойства, получение и применение каучуков.
Литература: Рудзитис Г. Е. Химия. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М.: Просвещение, 2014. – 224 с.
Написать тему, выучить, ответить на вопросы.
Материалы урока:
Повторить теоретический материал стр. 88-92
Посмотрите видеоурок:
https://www.youtube.com/watch?v=kPJ2NLYE9eA&feature=emb_logo
Родина каучука – Центральная и Южная Америка. Во влажных жарких тропиках, по берегам реки Амазонки, растёт необычное дерево, которое называется бразильская гевея. Если на коре дерева сделать надрез, то из ранки вытекает сок молочно-белого цвета, называемый латексом. На воздухе сок постепенно темнеет и затвердевает, превращаясь в резиноподобную смолу, которую индейцы назвали «каучук». Первое знакомство европейцев с натуральным каучуком произошло пять веков назад, со времён Великих Географических открытий. Испанский адмирал Христофор Колумб увидел туземцев, игравших большим плотным мячом.
Через 2 века возрос научный интерес к изучению этого вещества. В Англии британский химик и изобретатель Чарльз Макинтош предложил класть тонкий слой каучука между двумя слоями ткани и из этого материала шить водонепроницаемые плащи. Но эти плащи зимой становились твёрдыми от холода, а летом расползались от жары.
Химики стали искать способ, как улучшить свойства натурального каучука.
|
|
Этим заинтересовался Чарльз Гудьир. (Вы где-нибудь слышали фамилию этого человека? Ответ: это название компании, которая выпускает шины для автомобилей, самолетов и других транспортных средств.) Чарльз Гудьир торговал различными товарами, в том числе и пластинками каучука. Чтобы пластинки не слипались, он пересыпал их серой. Однажды Гудьир уронил пластинку каучука на горячую кухонную плиту. Обжигая руки, он схватил пластинку и стал мять её, чтобы убедиться, не испортилась ли она. Каково же было его удивление, когда он обнаружил, что пластинка не только не липла, но стала упругой и эластичной.
Так в 1839 г. была открыта вулканизация каучука – процесс, который широко и в настоящее время применяется в промышленности, а новый продукт назвали резиной.
Каково же строение каучука? Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов — углерода и водорода, то есть, относится к классу углеводородов.
Химики установили, что формула вещества С5Н8. Это вещество является мономером каучука.
А каково его строение?
Какая из формул соответствует мономеру каучука?
СН2=С—СН=СН2 2 метилбутадиен-1,3 (изопрен).
|
СН3
Для этого соединения характерна реакция полимеризации и образование полиизопрена:
nСН2=С—СН=СН2 → (-СН2—С=СН—СН2-)n
| |
CН3 СН3
Для полиизопрена возможна пространственная изомерия. Давайте вспомним, что называютцис- и транс- изомерами? И запишем цис- и транс- изомеры полиизопрена.
Еще в 1826г английский химик М.Фарадей установил состав каучука: соединяясь друг с другом, молекулы изопрена образуют высокомолекулярное соединение – каучук.
|
|
Установлено, что каучук имеет цис- форму.
Где величина n составляет от 1000 до 3000. Определение молекулярной массы показывает, что она достигает нескольких сот тысяч (150 000 — 500 000).
На основе эти данных формулируют определение натурального каучука.
Натуральный каучук - биополимер, мономером которого является изопрен.
Существует природный геометрический изомер каучука – гуттаперча. (Вы когда-нибудь сталкивались с таким термином? Может в названии литературного произведения фигурирует этот термин? Гуттаперча представляющая собой транс-полиизопрен. Форма макромолекул этих веществ тоже различна. Молекулы гуттаперчи. Каучук в сравнении с гуттаперчей обладает гораздо более высокой эластичностью, поэтому находит более широкое применение.
А каковы его свойства?
Перед вами образцы натурального каучука.
Опыт 1. Растянем тонкую полоску каучука. При этом обратите внимание, полностью ли возвращается образец в прежнее положение.
Сделайте вывод об эластичности каучука
Опыт 2. Отношение каучука к воде. Опустим образец каучука в пробирку с водой. Растворяется ли каучук в воде? (Ответ: нет.) Вывод: каучук не набухает и не растворяется в воде, спирте, ацетоне и ряде других жидкостей.
Опыт 3. Отношение каучука к растворителям. Растворяется ли он в бензине? (Ответ: набух и растворился.) Вывод: Набухает и затем, растворяется в жирных и ароматических углеводородах (бензине, бензоле, эфире и других)
Дополнительно о физических свойствах каучука рассмотрим и сделайте вывод о физических свойствах каучука.
|
|
Вывод: Каучук – эластичный материал, стойкий к износу, газо- и водонепроницаем, растворяется в органических растворителях, хороший электроизолятор.
Доказывает непредельный характер изопренового каучука.
Резина – это вулканизованный каучук с наполнителем (сажа). Суть процесса вулканизации заключается в том, что нагревание смеси каучука и серы приводит к образованию трехмерной сетчатой структуры из линейных макромолекул каучука, придавая ему повышенную прочность. Атомы серы присоединяются по двойным связям к макромолекулам и образуют между дисульфидные мостики
Домашнее задание: выполните тест:
1. Диеновые углеводороды имеют формулу:
а) СnН2n + 2; б) СnС2n; в) СnНn; г) СnН2n – 2
2. Кратные связи в углеводороде: СН2 = СН – СН = СН – СН3 называются
а) кумулированные.
б) сопряженные.
в) изолированные.
3. Укажите тип гибридизации атомов углерода в веществе:
СН2 = С = СН – СН3
4. Исходным веществом для синтеза бутадиена -1,3 по методу Лебедева является
а) бутиловый спирт
б) бутен-1.
в) этиловый спирт.
5. Алкадиены способны присоединять:
а) водород
б) галогеноводороды.
в) галогены.
г) все ответы верны.
Выполненное домашнее задание сфотографировать и прислать в ВК https://vk.com/id473104198.