Опыт № 5. Получение водной вытяжки силикатного цемента и определение реакции раствора.

В пробирку насыпьте один шпатель силикатного цемента и налейте до половины дистиллированной воды. В течение 2-3 минут энергично встряхивайте содержимое пробирки, затем отфильтруйте предварительно осевший осадок.

К половине фильтрата (так называемой вытяжке цемента) прилейте 1-2 капли фенолфталеина. На что указывает появление малиновой окраски? Напишите уравнение реакции, которая указывала бы содержание в вытяжке щелочи. К другой половине вытяжки прибавьте раствор соды Na₂CO₃. Напишите уравнение реакции, которая объясняет появление мути.

Вопросы к защите лабораторной работы

Дайте определение неорганических вяжущих строительных веществ?

Какие из приведенных вяжущих веществ относятся к воздушным: известь, портландцемент, гипс?

Какое из приведенных вяжущих веществ сохраняет свою прочность в воде: гашеная известь, строительный гипс, цемент?

Какое из вяжущих веществ относится к быстротвердеющим: известь или полуводный гипс?

Какой из минералов служит сырьем для производства строительного гипса: Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O; CaCO₃; CaSO₄; CaSO₄ • 2H₂O?

Дайте определение гидравлических вяжущих неорганических веществ.

Какие из минералов входят в состав клинкера портландцемента: 4CaO • Al₂O₃• Fe₂O₃; A_l2O₃ • 2SiO₂ • 2H₂O; 3CaO • SiO₂; 2CaO • SiO₂?

Лабораторная работа № 14 “Качественный анализ высокомолекулярных материалов” (пластмасс и волокон)

Теоретическое введение

Определение высокомолекулярных органических соединения

Так называют вещества с молекулярной массой от десяти тысяч до миллиона и более углеродных единиц. Молекулы таких веществ, содержащие от нескольких сотен до сотен тысяч атомов, по сравнению с обычными молекулами обладают огромными размерами. Поэтому их называют макромолекулами.

Классификация

Различают природные высокомолекулярные соединения (белки, крахмал, целлюлозу, натуральный каучук) и синтетические, полученные химическим путём за счет объединения многих молекул обычного размера в одну макромолекулу.

Исходные низкомолекулярные продукты, из которых получаются полимеры, называются мономерами.

Применение

Высокополимеры являются основой для получения таких важных в народном хозяйстве материалов, как пластические массы, синтетические каучуки, электроизоляционные смолы, синтетические материалы для постройки орудий лова, латексы, смолы, пленкообразующие вещества и т.д.

Исходное сырьё

Исходным сырьём для производства многих полимеров служат нефтяные газы и продукты переработки нефтяной и коксобензольной промышленности.

Получение полимеров

Полимеризация

Реакция полимеризации заключается в соединении многих молекул исходного вещества в одну макромолекулу, например, реакция полимеризации этилена схематически изображается так:

(- СН₂ - СН₂-) n

Побочных продуктов при этом не возникает. Число “n”– степень полимеризации.

Необходимым условием для реакции полимеризации является наличие двойной или тройной связи в молекулах мономеров.

Под действием тех или иных факторов (света, тепла, энергии веществ, специально введенных для этой цели, энергии радиоактивных частиц) одна связь разрывается и молекула превращается в радикал, обладающий двумя свободными валентностями (бирадикал).

Своими свободными валентностями эти радикалы связываются между собой, образуя макромолекулы. Такие реакции протекают по цепному механизму. В цепном механизме можно различить три этапа:

образование радикалов:

۰R (активный радикал) (перекись) + n С₂Н₄ → R–[- CH₂ - CH₂ -…- CH₂ - CH₂ -]

• рост цепи

• обрыв цепи

Поскольку обрывы цепей могут происходить для различных молекул в моменты, когда они достигли различной длины, то, очевидно, что степень полимеризации n – является только средней величиной.

Поликонденсация

В процессах поликонденсации также имеет место объединение многих молекул в одну макромолекулу в результате химического взаимодействия между функциональными группами, которое сопровождается образованием низкомолекулярных веществ (воды, хлористого водорода, аммиака и т. п.).

Общие свойства

Высокомолекулярные вещества обладают некоторыми общими свойствами:

плохой растворимостью;

отсутствием точки плавления, вместо которой наблюдается больший или меньший температурный интервал, в пределах которого вещество размягчается и плавится;

определенной механической прочностью;

большим электрическим сопротивлением.

Факторы, влияющие на свойства высокополимеров

Свойства высокополимеров зависят от:

химического состава (структурной единицы полимера (мономера));

величины молекулярной массы;

геометрической формы макромолекулы;

строения цепей;

характера и интенсивности взаимодействия между ними.

Пластмассы

Общие свойства

К важнейшим общим свойствам большинства пластмасс относится их легкость, достаточная механическая прочность, химическая стойкость, малая теплопроводность, высокие диэлектрические свойства, хороший внешний вид и др.

К недостаткам пластмасс можно отнести малую теплостойкость (не выше 120˚С), большой коэффициент термического расширения, хладотекучесть под нагрузками, старение под действием света, влаги, механических и термических воздействий. Эти недостатки часто устраняются рациональным выбором состава пластмасс, удалением вредных примесей, введением ингибиторов (стабилизаторов, противостарителей), дополнительной термообработкой.

Применение

Высокая механическая прочность и малая плотность обуславливает их применение как незаменимых конструкционных материалов. Некоторые пластмассы широко применяют в химическом машиностроении в качестве антикоррозионного материала (фторопласты, полиэтилен, полиизобутилен, полистирол, поливинилхлорид). Некоторые пластики (полиакрилат и кремнийорганические смолы) имеют высокую термостойкость, до 300˚С и выше.

Полиэтилен, полистирол и политетрафторэтилен – наилучшие диэлектрики и поэтому используются как электроизоляционные материалы. Токопроводящие наполнители (графит, металлические порошки, сажа и др.) позволяют получить токопроводящие и теплопроводящие пластики.

Полиамиды, слоистые фенопласты (на основе тканей и древесного шпона) – хорошие антифрикционные материалы для изготовления подшипников, зубчатых передач. Прозрачные пластики (полиметилметакрилат. полистирол и др.) превосходят силикатные стекла.

Состав пластмасс

Пластмассы – это полимеры и композиции на их основе. К полимерам добавляются красители и стабилизаторы. К композиционным пластмассам добавляются также незначительные количества (до нескольких десятков процентов) иных компонентов: наполнителей, пластификаторов, иногда специальных отвердителей. Пористые пластмассы получают с помощью газообразователей (пенопласты).

Наполнители – это измельченные неорганические и органические материалы (песок, тальк, слюда и др.) и волокнистые (очесы хлопка, обрезки тканей, бумаги).

Пластификаторы – маслообразные органические вещества с высокой температурой кипения (дибутилфталат - С₆Н₄(СООС₄Н₉)₂, низкомолекулярные полиэфирные смолы и др.) уменьшают жесткость и хрупкость полимера, увеличивают морозостойкость.

Красители – минеральные пигменты (окись цинка и др.) или органические красители.

Стабилизаторы (от 0,1 до 3 %) – термостабилизаторы (амины, фенолы) и светостабилизаторы (сажа и др.) препятствуют термоокислительной и фотохимической деструкции.

Пластмассы на основе полимеризационных смол

К важнейшим пластмассам на основе полимеризационных смол относятся:

полиолефины,

полистиролы,

фторопласты,

полиакрилаты,

полиформальдегиды