Лабораторная работа 31 Распознавание высокомолекуляных материалов

Цель работы: изучить свойства высокомолекулярных соединений.

Задание: выполнить химический эксперимент по установлению свойств высокомолекулярных соединений. Выполнить требования к результатам опытов, оформить отчет.

Теоретическое введение

Полихлорвиниловые изделия размягчаются при 50–60 °С, легко свариваются в небольшом пламени. При нагревании выделяется хлороводород, который можно обнаружить по образованию белого дыма (NH₄Cl), поднеся к пробирке стеклянную палочку, смоченную раствором аммиака. Если накаленную медную проволоку прижать к образцу, а затем внести его в пламя горелки, то пламя окрашивается в ярко-зеленый цвет. При горении образцов наблюдается обильное выделение копоти.

Разбавленные кислоты и щелочи заметного действия на полихлорвинил не оказывают; в концентрированных неорганических кислотах он сжимается и чернеет.

Аминопласты окрашены в светлые тона, при нагревании не плавятся, горят с трудом, почти без копоти, не растворимы ни в одном из растворителей. При разложении образуют летучие продукты щелочного характера, окрашивающие индикаторную бумагу в синий цвет.

Капрон начинает плавиться при температуре 216 °С. С трудом загорается голубоватым пламенем и быстро гаснет. При нагревании разлагается с выделением аммиака. Из расплавленного капрона можно вытянуть тонкие нити. По отношению к щелочам и разбавленным кислотам капрон устойчив; в концентрированных кислотах растворяется.

Каучук – эластичный материал, из которого путем специальной обработки получают резину. Сырой каучук липок, непрочен, при небольшом понижении температуры становится хрупким. Для увеличения эластичности и повышения прочности, износоустойчивости, стойкости к агрессивным средам каучук подвергают вулканизации путем нагревания в присутствии серы с различными наполнителями (сажа, мел, оксид цинка и др.). В процессе вулканизации линейные макромолекулы каучука сшиваются между собой дисульфидными мостиками (–S–S–) и образуется пространственный полимер – резина. Резина отличается от каучука большей эластичностью и прочностью. Она устойчива к действию температуры и растворителей.

Выполнение работы

Опыт 1. Обнаружение поливинилхлорида

• Поместить в пробирку кусочек полимера, нагреть и заметить его размягчение, а затем разложение с выделением газообразного хлороводорода. В последнем убедиться, поднеся к выделяющемуся дыму влажную индикаторную бумажку, а затем стеклянную палочку, смоченную раствором аммиака.

• Сильно нагреть медную проволоку в пламени спиртовки, затем прижать ее к образцу поливинилхлорида и снова внести в пламя. Наблюдать зеленую окраску пламени. При накаливании проволоки на ее поверхности образуется оксид меди CuO, реагирующий с отщепляющимся HCl с образованием CuCl₂ и воды. Зеленая окраска пламени обусловлена хлоридом меди.

Опыт 2. Обнаружение аминопластов

• Внести в пламя кусочек пластмассы и наблюдать за характером горения (запах, копоть, легко или трудно загорается пластмасса, продолжается ли горение, если отвести пламя).

• Нагреть в пробирке кусочек пластмассы и испытать характер летучих продуктов разложения влажной красной индикаторной бумажкой. В какой цвет она окрасилась?

Опыт 3. Обнаружение капрона

• Внести в пламя кусочек капрона. Обратить внимание на характер горения, запах.

• Раплавить капрон, поднеся к нему пламя спички, и попробовать вытянуть из капрона тонкие нити спичкой или булавкой. Возможность получить из расплавленного капрона нити резко отличает его от других пластмасс.

• Налить в 5 пробирок отдельно по 1−2 мл концентрированной серной кислоты (ρ = 1,84 г/мл), концентрированной соляной кислоты, разбавленной серной и соляной кислот, концентрированного раствора NaOH и поместить в пробирки кусочки капрона. Через некоторое время отметить, в каких случаях происходит растворение капрона.

Опыт 4. Открытие серы в вулканизованном каучуке

Поместить в пробирку несколько кусочков резины и нагреть пробирку на огне. Когда станет заметным разложение резины, поднести к пробирке бумажку, смоченную раствором свинцовой соли. Отметить изменение цвета бумаги, вызванное образованием черного сернистого свинца.

Требование к результатам опытов

Отметить и записать наблюдения для всех опытов.