- •Методические указания к лабораторной работе № 1 «Химические свойства насыщенных и ненасыщенных углеводородов»
- •Содержание
- •1 Техника безопасности
- •1.1 Общие праВила безопасности работы в лАборатОриЯх во врЕмЯ занЯтий с учАщимися [1]
- •1.2 Требования бЕзопаСнОсти при работе с киСлОтами и щелочами [1]
- •Растворять твердые щелочи следует путем медленного прибавления их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании. Кусочки щелочи нужно брать только щипцами.
- •1. 3 Правила бЕзопаСнОсти рАбОты с легковоспламенЯющимися и горючими жидкостями [1]
- •1.4 Требования безопасности при работе со Щелочными металлами [1]
- •1.5 Правила безопаснОй рабоТы с использованием спиртовОго и СухОго гОРючего [1]
- •1.6 ПрАвила безопасности работы с хИмической посудОй и ампулами [1]
- •2 Лабораторная химическая посуда
- •3 Применение хромовой смеси для мытья химической посуды
- •4.1 Сравнительная характеристика химических свойств алифатических соединений
- •4.1.1 Окисление
- •4.1.1.1 Реакции с KmnO4
- •4.1.1.2 Реакции с бромной водой
- •4.1.1.3 Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса)
- •Алкены и алкины с аммиачным раствором оксида серебра реагируют по механизму нуклеофильного замещения (sn).
- •Аналогично протекает реакция между алкинами и аммиачным раствором хлорида меди (I):
- •4.1.2 Термическое разложение (крекинг)
- •При повышенных температурах все углеводороды разлагаются с разрывом с – с связи (расщепление) и с – н связи (дегидрирование).
- •При каталитическом крекинге разрушение молекулы алканов происходит гетеролитически с образованием ионов карбония.
- •4.1.3 Гидратация (присоединение воды)
- •Алкины в присутствии серной кислоты и сульфата двухвалентной ртути легко присоединяют воду с образованием уксусного альдегида:
- •4.1.4 Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводородов)
- •4.1.5 Реакции замещения
- •4.1.7 Полимеризация
- •Мономер димер тример … октамер полимер
- •Радикальная цепная реакция полимеризации
- •Катионная цепная реакция полимеризации
- •Анионная цепная реакция полимеризации
- •Изотактический (стереорегулярный)
- •АТактический (Нерегулярная стереоструктура)
- •СопОлимеризация
- •Реакция тепломеризации
- •5 Лабораторная работа
- •6 Оформление тетради
- •Контрольные вопросы
- •Литература
4.1.7 Полимеризация
Алканы. Цепь можно увеличить в 2 стадии:
галогенирование углеводорода:
R – CH3 + Cl2 R – CH2Cl + HCl
действие металлического натрия на галогенпроизводные углеводородов:
2R – CH2Cl + 2Na R – CH2–CH2–R + 2NaCl
Кроме того, увеличение цепи происходит по радикальному механизму во время хлорирования.
Алкены.
Полимеризация – синтез полимера, при котором макромолекула образуется путем последовательного присоединения молекул одного или нескольких мономеров к активному центру, находящемуся на конце растущей цепи:
Мономер димер тример … октамер полимер
Молекулы алкенов способны присоединяться друг к другу с образованием высокомолекулярных соединений – полимеров. В зависимости от условий, а также от строения олефина (или его производного) реакция полимеризации может проходить по разным механизмам:
|
Ступенчатая (миграционная) |
|
||||||
|
||||||||
|
Р еакции полимеризации |
|
||||||
|
||||||||
|
Ц епные |
|
||||||
|
||||||||
Радикальные Растущая цепь – макрорадикал Инициаторы: перекиси, диазо- и азосоединения … Термическое, фотохимическое инициирование |
|
Катионные |
|
Анионные |
||||
|
Катализаторы: |
|||||||
|
Кислоты Льюиса, комплексные … от –50 до –80 оС |
|
Основания щелочные металлы, металлоорганические соединения … от 30 до 70 оС
|
Ступенчатая полимеризация – постепенное наращивание молекулярной массы полимера. Такие реакции могут быть остановлены на стадии относительно низкомолекулярных аддуктов – олкгомеров (димер, ... пентамер, …, декамер, ...).
Цепные реакции полимеризации. В зависимости от характера интермедиата, ведущего процесс наращивания полимерной цепи (макрорадикал, макрокатион или макроанион), различают радикальные, катионные и анионные цепные реакции полимеризации.
Для развития цепной радикальной реакции полимеризации необходимо первичное образование исходного радикала, инициирующего цепь. В качестве инициаторов используют перекиси, диазо- и азосоодинения, относительно легко распадающиеся на радикалы. Особенностью инициатора является то, что его радикал включается в состав молекул полимера.
В отличие от инициаторов, ионные катализаторы реакций полимеризации обычно не входят в состав полимерных молекул. Они облегчают процесс формирования макромолекул, но на конечной стадии их отделяют от полимера.
Гомолитические цепные реакции полимеризации. Наиболее трудной стадией является образование радикалов, инициирующих цепную реакцию. Кинетические цепи развиваются легко. Макрорадикалы либо диспропорционируют (путь а) с образованием предельных и непредельных молекул полимера с молекулярными массами близкими к массам диспропорционирующих макрорадикалов, либо рекомбинируют (путь в). В этом случае полимерная молекула имеет массу, равную сумме молекулярных масс рекомбинирующих радикалов. Реакции рекомбинации имеют очень низкие значения Еа и протекают быстро.
____________________________________________________________________