окислительно-восстановительных реакций напишите на основании электронных уравнений.

428. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции: а) растворения платины в царской водке; б) взаимодействия осмия с фтором. Платина окисляется до степени окисления (+4), а осмий – до (+8).

429. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений: Fe FeCl2 Fe(CN)2 K4[Fe(CN6].

430. Феррат калия K2FeO4 образуется при сплавлении Fe2O3 с калийной селитрой KNO3 в присутствии KOH. Составьте молекулярное и электронные уравнения реакции.

Органические соединения. Полимеры

Пример 1

Как, имея карбид кальция, окислитель, воду и катализатор, получить поливинилацетат?

Решение

Поливинилацетат получают из винилацетата по реакции полимеризации. Формула винилацетата:

Винилацетат получают взаимодействием ацетилена с уксусной кислотой, следовательно, необходимо получить эти соединения из веществ, перечисленных в условии задачи.

При действии воды на карбид кальция получают ацетилен по реакции

Уксусная кислота получается при окислении уксусного альдегида, который может быть получен по реакции М. Г. Кучерова при взаимодействии ацетилена с водой в присутствии катализатора – соли ртути.

Получение уксусного альдегида:

117

Получение уксусной кислоты окислением уксусного альдегида кислородом:

Получение винилацетата по реакции

Полимеризация – это процесс, в результате которого молекулы низкомолекулярного соединения мономера соединяются друг с другом прочными ковалентными связями. Процесс полимеризации характерен для соединений с кратными (двойными и тройными) связями.

Полимеризация винилацетата:

Пример 2

Чем отличаются процессы поликонденсации фенола и формальдегида, протекающие при участии кислоты и щелочи? Укажите, где в основном применяются фенолформальдегидные смолы.

Решение

Реакция поликонденсации – это процесс образования полимера из мономеров, содержащих две или несколько функциональных групп, сопровождающийся выделением низкомолекулярных веществ (воды, хлороводородной кислоты, аммиака, спирта и др.). Фенолформальдегидные смолы получаются при конденсации фенола (С2Н5ОН) и формальдегида (СН2=О) в присутствии в качестве катализаторов кислот и щелочей. При соотношении фенола и формальдегида 7:6 в присутствии кислого катализатора (HCl, H2SO4 и др.) образуется линейный полимер – новолачная фенолформальдегидная термореактивная смола. При нагревании новолачная смола размягчается, при ох-

118

лаждении снова затвердевает. Новолаки используют для производства лаков и прессовочных порошков.

Присоединяясь к фенолу, формальдегид вначале бразует метилолпроизводнын (фенолоспирты):

фенолоспирты

Затем следует поликонденсация фенолоспиртов с образованием линейного полимера новолака и выделением воды:

Если в качестве катализатора использовать щелочи (NaOH, NH4OH и др.), получают разветвленные полимеры – резолы:

119

или пространственные полимеры – резиты:

Реакция ведется при низкой температуре, так как при нагревании происходит пространственное сшивание полимера и смола переходит в необратимо нерастворимое состояние. Такие смолы называются термопластичными. Резолы находят применение в производстве пластмасс с наполнителями (фенопласты). Из них формуют различные изделия, а также используют для изготовления слоистых пластиков, пропитывая резолом ткани (текстолит) или бумагу (гетинакс). Фенолформальдегидные смолы обладают высокой химической и механической стойкостью, поэтому они используются для производства некоторых деталей автомашин, электрооборудования, телефонной и телевизионной аппаратуры.

Пример 3

Составьте уравнение реакции сополимеризации бутадиена и акрилонитрила и приведите структурную формулу образующегося при этом бутади- ен-нитрильного каучука.

Решение

Реакция сополимеризации (совместной полимеризации) отличается от реакции полимеризации тем, что исходные мономеры имеют различное строение и они чередуются в цепочке получающегося сополимера. Этот тип реакций широко используется при получении различных видов синтетических каучуков (бутадиен-стирольного, бутадиен-нитрильного и др.). Натуральный (природный) каучук является высокомолекулярным полимером мономера изопрена.

Бутадиен-нитрильный каучук – это продукт сополимеризации бутадиена (СН2 = СН – СН = СН2) и акрилонитрила (СН2 = CН – CN).

Схема реакции сополимеризации:

nCH2 = CH – CH = CH2 + nCH2 = CH (– CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH –)n

120

Задания

431.Напишите структурную формулу простейшей непредельной одноосновной карбоновой кислоты и уравнение реакции взаимодействия этой кислоты с метиловым спиртом. Составьте схему полимеризации образовавшегося продукта.

432.Как из карбида кальция и воды получить винилацетат, применив реакцию Кучерова? Напишите уравнения реакций. Составьте схему полимеризации винилацетата.

433.Какие соединения называют аминами? Составьте схему поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Назовите образовавшийся полимер.

434.Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации винилхлорида.

435.Полимером какого непредельного углеводорода является натуральный каучук? Напишите структурную формулу этого углеводорода. Как называют процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам различаются каучук и резина?

436.Напишите уравнения реакций получения ацетилена, превращения ацетилена в ароматический углеводород. При взаимодействии какого вещества с ацетиленом образуется акрилонитрил? Составьте схему полимеризации акрилонитрила.

437.Напишите структурную формулу метакриловой кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метиловым спиртом? Напишите уравнение реакции. Составьте схему полимеризации образующегося продукта.

438.Какие углеводороды называют диеновыми? Приведите пример. Какой общей формулой выражают состав диеновых углеводородов? Составьте схему полимеризации одного из диеновых углеводородов.

439.Какие соединения называют олефинами? Приведите их общую формулу и схему полимеризации одного из них.

440.Какой общей формулой выражают состав этиленовых углеводородов? Какие химические реакции наиболее характерны для них? Что такое полимеризация, поликонденсация? Чем отличаются друг от друга эти реакции?

441.Каковы различия в свойствах предельных и непредельных углеводородов? Составьте схему образования каучука из дивинила и стирола. Что такое вулканизация?

442.Какие соединения называют аминокислотами? Напишите формулу простейшей аминокислоты. Составьте схему поликонденсации аминокапроновой кислоты. Как называют образующийся при этом полимер?

121

443.Какие соединения называют альдегидами? Укажите их важнейшие свойства. Что такое формалин? Составьте схему получения мочевиноформальдегидной смолы.

444.Как называют углеводороды, представителем которых является изопрен? Составьте схему сополимеризации изопрена и изобутилена.

445.Какие соединения называют элементорганическими, кремнийорганическими? Укажите важнейшие свойства кремнийорганических полимеров. Как влияет на свойства кремнийорганических полимеров увеличение числа органических радикалов, связанных с атомами кремния?

446.Какие соединения называют диолефинами? Составьте схему полимеризации одного из диолефинов. Укажите три состояния линейных полимеров. Чем характеризуется переход из одного состояния в другое?

447.Напишите уравнение реакции дегидратации пропилового спирта. Составьте схему полимеризации полученного углеводорода.

448.Какие полимеры называют стереорегулярными? Чем объясняется более высокая температура плавления и большая механическая прочность стереорегулярных полимеров по сравнению с нерегулярными полимерами?

449.Как получают в промышленности стирол? Приведите схему его полимеризации. Изобразите с помощью схем линейную и трехмерную структуры полимеров.

450.Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными? Приведите примеры.

122