Пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях

 

1.      Обычно пероксид водорода используют как окислитель:

 

H₂O₂ + 2HI^-1  I₂⁰ + 2H₂O

 

электронный баланс:

2I- - 2ē  I20	1
[O2]-2 + 2ē  2O-2	1

 

метод полуреакций:

2I- - 2ē  I20	1
H2O2 + 2H+ + 2ē  2H2O	1

––––––––––––––––––––––

2I^- + H₂O₂ + 2H⁺  I₂ + 2H₂O

 

При действии сильных окислителей пероксид водорода может окисляться, образуя кислород и воду.

 

5H₂O₂ + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄  5O₂⁰­ + K₂SO₄ + 2Mn²⁺SO₄ + 8H₂O

 

электронный баланс:

[O2]-2 - 2ē  O20	5
Mn+7 + 5ē  Mn+2	2

 

метод полуреакций:

MnO4- + 8H+ + 5ē  Mn2+ + 4H2O	2
H2O2 - 2ē  O2 + 2H+	5

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 16H⁺  2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂ + 10H⁺

или 2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺  2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂

Лекция № 12. Полимеры

Соединения, молекулы которых состоят из повторяющихся одинаковых звеньев – молекул низкомолекулярных соединений или их остатков, связаны друг с другом ковалентными связями.

Низкомолекулярные вещества, из которых получаются полимеры, называются мономерами или мономерными единицами.

Число, показывающее количество мономеров, образующих данную макромолекулу, называют степенью /коэффициентом/ полимеризации и обозначают через «n».

К высокомолекулярным соединениям относятся многие природные соединения, например, белки, натуральный каучук, целлюлоза, а также производные целлюлозы – этилцеллюлоза, нитроцеллюлоза и др. Наибольшее значение приобретают синтетические высокомолекулярные соединения, например, каучук, волокна, пластмассы и т.д.

Химическое строение полимеров

Химическое строение полимеров определяется природой атомов, составляющих полимер, расположением атомов в пространстве, типами химических связей в полимере и взаимным влиянием атомов друг на друга.

По внутреннему строению различают линейные и пространственные /сетчатые/ полимеры.

У линейных полимеров мономерные единицы связываются одна с другой в одном направлении. Схематичное строение линейного полимера:

…………. – А – А – А – А – А – А – …………

А – мономерная единица.

Линейные полимеры гибкие, эластичные, могут, хотя и незначительно, растворяться в различных растворителях. Эти полимеры относятся к термопластичным, т.е. к таким, которые размягчаются при нагреве и могут длительное время находиться в вязко-текучем состоянии, а при охлаждении полимер переходит в твердое состояние, сохраняя при этом прежние свойства.

К линейным полимерам относятся: полиэтилен, полистирол, полихлорвинил.

У сетчатых полимеров мономерные единицы связываются одна с другой в двух или трех измерениях. Сетчатые полимеры хрупки, неэластичны, обладают повышенной механической твердостью и химической стойкостью, тугоплавки, нерастворимы /в некоторых растворителях только набухают/. Эти полимеры относятся к термореактивным, то есть к таким, которые при нагревании не размягчаются,а при более высоких температурах разлагаются с потерей первоначальных свойств.

К сетчатым полимерам относятся резольные фенол-формальдегидные, мочевино-формальдегидные смолы, глифтали и др.

Мономеры в полимере соединены двумя типами химических связей.

Ординарная связь в полимерах называется σ – связью. Эта связь является главной связью. В полимерах часто имеют место двойные связи, тогда одна из них σ-связь, а другая π-связь. Последняя менее прочная, чем σ-связь.

По форме молекулы полимеров бывают в виде лент или нитей, тогда они называются фибрилярными. Полимеры в виде клубков называются глобулярными, молекулярные веса полимеров превышают десять тысяч углеродных единиц.

Линейные/ термопластичные/ полимеры могут быть в трех состояниях:

- стеклообразном/твердоэластичном/;

- упругоэластичном/ каучукоподобном/;

- вязкотекучем/ текучем/.

Переход полимера при изменении температуры из одного состояния в другое характеризуется температурами текучести и стеклования. Для пространственных

/ термореактивных/ полимеров эти состояния не характерны.

Методы получения полимеров

Синтетические полимеры получаются двумя методами: методом полимеризации и поликонденсации.

Реакцией полимеризации называется реакция соединения некоторого количества одинаковых небольших молекул в более крупную – макромолекулу, без образовакния побочных продуктов. Полимеризации легко подвергаются непредельные соединения с двойными и тройными связями.

Пример:

n (СН₂ = СН₂) à [ -CH₂ – CH₂ – ]_n

этилен полиэтилен

В реакции полимеризации могут участвовать различные мономеры. Такая полимеризация называется сополимеризацией, а ее продукты – сополимерами.

Поликонденсация – химическая реакция образования высокомолекулярного соединения из низкомолекулярных, идущая с выделением побочных продуктов, например, воды, аммиака, хлористого водорода и др.

Пример:

O O O

║ ║ ║

n NH₂ – (CH₂)₅ – C → … - NH – (CH₂)₅ – C – NH – (CH₂)₅ – C – … + m H₂O

│

OH

В результате реакции поликонденсации аминокапроновой кислоты, содержащей цепь из шести атомов углерода, образуется полимер, который называется капроном.

Полимеры обладают рядом физико-химических свойств, важнейшими из которых являются эластичность, способность к волокно- и пленкообразованию, малый объемный вес, низкая теплопроводность, высокая химическая стойкость и др.

63