- •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
Радикальная цепная реакция полимеризации
AR
И
Еа = 125 кДж/моль
Кинетическая цепь – образование макрорадикалов
Еа = 12 – 30 кДж/моль
X
= Н,
Alkyl, Aryl, Hal, CN ...
____________________________________________________________________
Катионные цепные реакции полимеризации. В качестве катализаторов используются комплексы углеводородов с солями титана, алюминия и других металлов, растворимые в олефинах и образующихся из них полимерах. Металлокомплексные катализаторы – сильные протонные кислоты. Они протонируют молекулы олефина, превращая их в карбениевые ионы, которые, как электрофильные реагенты, взаимодействуют с другими молекулами алкена. Растущая цепь представляет собой макрокатион. Реакция идёт при сильном охлаждении. Обрыв цепей происходит медленно, поэтому образуются полимеры с высокой молекулярной массой.
Катионная цепная реакция полимеризации
Ае
Образование катализатора – комплексной кислоты:
RH + ТiCl4 [RТiCl4]– H+
Кинетическая цепь – образование макрокарбкатиона:
____________________________________________________________________
Анионные цепные реакции полимеризации.
Роль сильного основания (R–).Ме+ состоит в нуклеофильном присоединении к молекуле мономера с образованием карбаниона, к которому затем последовательно присоединяются другие молекулы мономера. В растущей цепи макрокарбаниона противоион (Na+, Li+) движется вместе с отодвигающимся отрицательным центром. Еа обрыва цепи имеет высокие значения, поэтому анионная полимеризация протекает до тех пор, пока не израсходуется весь мономер. Если добавить ещё мономера, то полимеризация будет продолжаться. Это полимеры с «живущими» концами цепи. (см. стр. 32)
Основы металлокомплексного катализа заложены Циглером и Натта (1953-56 гг.). В развитии теории и практики большую роль сыграли работы А. В. Топчиева, Б. А. Долгоплоска, Г. К. Борескова.
Стереоструктура полиолефинов.
Полипропилен и другие подобные ему полимеры (полибутен, поливинилциклогексан), имеющие в главной (полимерной) цепи регулярно расположенные ответвления, могут быть получены в разных стереоконфигурациях: нерегулярной (атактической) и стереорегулярной (изотактической). При одинаковой молекулярной массе они являются оптическими изомерами. Атактический полимер аморфен, изотактическртй – кристалличен, так как регулярность стереоструктуры облегчает упаковку в кристаллические формы. Это обеспечивает повышенную плотность, меньшую растворимость в неполярных растворителях и, что весьма важно, значительно более высокую температуру размягчения в сравнении с аморфным атактическим полимером.
____________________________________________________________________
Анионная цепная реакция полимеризации
АN
Кинетическая цепь – образование макрокарбаниона:
Полимер имеет «живой» конец (обрыва цепи нет)
Me = металл: Li, Na, K, Аl, ...
______________________________________________________________
СТЕРЕОСТРУКТУРа ПОЛИМЕРОВ