Дослід 1. Добування полібутилметакрилату

Дослід визначення швидкості полімеризації бутилметакрилату в залежності від кількості ініціатора

В 5 великих пронумерованих пробірок наливаємо по 10мл мономеру. За допомогою лінійки визначаємо висоту стовпчика рідини в пробірках. В першу пробірку насипаємо 20мг попередньо розтертого ініціатора; в другу – 40 мг; в третю – 60мг; в четверту – 80 мг; в п'яту – 100 мг ініціатора. Вміст пробірок ретельно перемішують скляною паличкою до повного розчинення перекису бензоїлу в масі мономеру. Пробірки щільно закривають ватою. Всі п'ять пробірок поміщаємо в стакан з киплячою водою, на дні якого знаходиться скляна вата. Час занурення пробірок в стакан – початок полімеризації , оскільки температура кипіння мономеру – 101 °С. Кінець процесу полімеризації - утворення твердого полімеру. Відносна швидкість полімеризації визначається часом твердіння маси полімеру. Цей час обернено пропорційний швидкості. Найменшу швидкість приймаємо за одиницю та прирівнюємо до неї швидкості полімеризації в інших пробірках ( наприклад 1/10 : 1/8 : 1/6 : 1/4 : 1/2 =1 : 1,25 :1,66 : 2,5 : 5) Для визначення відносного об'єму полімеру вимірюємо висоту стовпчика твердого полімеру і ділимо на висоту стовпчика рідкого мономеру. Наприклад, висота стовпчика рідкого мономеру до реакції 4 см, а після полімерізації стовпчик полімеру 7,6см. Отже, відносний об'єм полімеру 7,6 : 4 = 1.9.

Робота закінчується побудовою двох графіків та аналізом отриманих залежностей. Графік1- залежність швидкості реакції від кількості перекису бензоїлу. Графік 2 - залежність об'єму полімеру від кількості перекису бензоїлу.

Дослід 2. ТЕРМІЧНА ДЕПОЛЯРІЗАЦІЯ ПОЛІВІНІЛХЛОРИДУ ТА ПОЛІМЕТИЛМЕТАКРІЛАТУ

а) Полівінілхлорид - білий порошок без смаку та запаху. Розчинюється в дихлоретані, стійкий до багатьох хімічних реагентів,плівки його не пропускають гази та пару, термопластичний. При нагріванні у пробірці виділяється НCl ( проба на лакмусовий папір). Горить у полум'ї , згасає після винесення з вогню.Використовується для виробництва шпалер, плиток для підлог, декоративних плівок, труб т.щ.

б) Поліметилметакрілат – речовина без кольору, прозорий, пропускає ультрафіолетові проміні, фізіологічно індиферентний. Термопластичний.При температурі 100 - 110 С стає м'яким, Розкладається при температурі 300-350 С та відганяється дистилят з різким запахом метилметакрилату. Ідентифікацію можна провести за температурою кипіння метилметакрилату -100,3  С. Поліметилметакрілат ( органічне скло) використовують в будівниц ктві для виготовлення прозорих конструкцій, плиток т.щ.

Лабораторна робота № 12

СИНТЕЗ ПОЛІМЕРІВ РЕАКЦІЄЮ ПОЛІКОНДЕНСАЦІЇ

Реактиви і прилади : фенол, формалін, хлороводнева кислота (конц), розчин лугу (конц), розчин гексаметилендиаміну, 10  розчин ацетату натрію або соди, розчин хлорангідриду адипінової кислоти ( або іншої двохосновної кислоти), бензин.

Круглодонна колба на 100 мл ( 2 шт..), хімічний стакан на 50 мл, обернений повітряний холодильник, водяна та пісочна баня, порцелянова чашка, пробірки, сушильна шафа

Дослід № 1.Отримання фенол-формальдегідної смоли.

Отримання новолачної смоли. В колбі з оберненим повітряним холодильником на 100 мл змішати 10г (1,05 моль) фенолу та 6,5 мл (0,75 моль) формаліну. Додати 2 краплі НСl(конц.). Нагрівати на водяній бані, перемішувати безперервно. При температурі 100  С починається реакція , розчин стає мутним та розшаровується.. Требе нагрівати ще 20-30 хвилин до початку застигання. Виливаємо в'язку масу в порцелянову чашу та нагріваємо на пісочній бані (150-200.  С) доки виділяються бульбашки.

Прозору смолу виливаємо на залізний лист, охолоджуємо та знімаємо. Утворюється термопластична смола – ново лак, яка має лінійну будову.

Написати схему реакції поліконденсації фенолу та формальдегіду.

Отримання резольної смоли.

Ре зольні смоли, на відміну від новолачних, отримують за умов надлишку формальдегіду.

В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,

В маленьку колбу з скляною трубкою у якості оберненого холодильника змішують 4 г (0,42 моль) фенолу та 6 мл (0,5 моль) розчину формаліну. Додають 10 крапель NaOH (конц.) та нагрівають на водяній бані до розшарування рідини.На поверхні утворюється водяний шар, який треба злити. На дні залишається в'язка маса – ре зольна смола. Виливаємо її в чашу або пробірку та ставимо в сушильну шафу (130  С). Висушуємо до отримання золотистої твердої маси – резину, полімеру з просторовою будовою.

Написати реакцію утворення просторової структури.

Дослід № 2. Отримання поліамідного полімеру.

Поліаміди мають гарні фізико-механічні показники та використовуються для виробництва синтетичного волокна та пластмас.

Незалежно від природи вихідних мономерів та методів синтезу, ланцюги поліамідів містять полярні, здатні утворювати водневі зв’язки, групи СО-NH-. Завдяки потужній міжмолекулярній взаємодії , поліаміди – важкорозчинні полімери з температурою плавлення біля 180 – 250 º С.Молекулярна маса технічних полімерів коливається в межах 8000 – 25 000 к.о. Найбільш широке використання знайшли продукти конденсації адипінової кислоти та гексаметилендиаміну, які відомі впід назвою анід.

Синтез поліметиленадипінату (найлону) відбувається за схемою:

NH₂ – (CH₂)₆ – NH₂ + ClCO – (CH₂)₄ – COCl (t º, H₂O) 

Гексаметилендиамін хлорангідрид адипінової кислоти

 [ -NH – (CH₂)₆ – NHCO – (CH₂)₄ – CO –]_n + n HCl

Для отримання найлону , в стакан на 50 мл діаметром 5-6см налийте розчин 1,16г гексаметилендиаміну в 10мл 10  водного розчину ацетату натрію або соди.

Потім обережно( щоб не перемішувалися шари рідини) доливаємо розчин 1,83 г хлорангідриду адипінової ( або будь-якої двохосновної ) кислоти в 10 мг бензену.

На межі розподілу двох рідин утворюється плівка полі конденсату, яку треба витягнути скляною паличкою с такою швидкістю,щоб утворилася однакова за товщиною плівка.

Після закінчення утворення полімеру , промийте його декілько раз водою та залиште висихати на повітрі.

Контрольні запитання

1.Які реакції називаються реакціями полімеризації, які механізми визнаєте? Приклади ( для поліпропілену, полістиролу, ізопренового каучуку)

2. Які полімери та з якою метою застосовуються в будівництві? Приклади ( ПВХ, ПВА, оргскло, гума т.щ.)

3. Що таке поліконденсація? Чим ця реакція та мономери відрізняються від реакції полімеризації? Приклади (фенопласти, поліетилентерефталати (лавсан), найлон, поліуретани).

ЛІТЕРАТУРА

1. Артеменко А.И. Органическая химия. – М. – Высш.шк.,1992. – 430с.

2. Петров А.А.,Бальян Х.В.,ТрощенкоА.Т.–М.–Высш.шк.,1981. - 592 с.

3. Бобрівник Л.Д., Руденко В.М., Лезенко Г.О. Органічна хімія. — K. — Ірпінь: Перун, 2002. – 544 с.

4. Домбровський А.В., Найдан В.М. Органічна хімія. — K.: 1992. Вища. шк., 1992.

5. Ластухіц Ю.О., Воронов С.А. Органічна хімія. — Л.: Центр Європи, 2000.

6. Нечаев А.П., Еременко Т.В. Органическая химия. — M.: Высш. шк., 1985.

7. Боєчко Ф.Ф. Основи хімії полімерів.- К.- Рад. шк., 1976. – 175 с.

ЛІТЕРАТУРА

ДЛЯ ПРАКТИЧНО-ЛАБОРАТОРНИХ ЗАНЯТЬ

1. Сулейманова М.Г., Журавльова Л.П., Органічна хімія в задачах і вправах. — K.: Освіта, 1984.

2. Герасименко A.A., Борода Т.А., Шапошникова З.Б. Органическая химия: Лаборатор.-практ. работы. — K.: Высш. шк., 1982. – 216 с.

3. Алісова Е.В. ,Козліковський Я.Б., Кулик Н.І. та ін.: за ред. ЮрченкаО.Г. Органічна хімія в прикладах і задачах: Навч. Посібник. – К., - Вища шк., 1993. – 192 с.

Навчально – методичне видання

ОРГАНІЧНА ХІМІЯ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт

з органічної хімії

(пробірний практикум)

для студентів спеціальностей

напряму " Будівництво ”

денної та заочної форми навчання

Укладач ПРИСЯЖНА Олена Володимирівна

Комп’ютерна верстка

73