Модуль 4 (аттестация 4) Получение полимерных материалов и их физико-химические свойства

Высокомолекулярные соединения, особенности их строения и поведения. Конформационное состояние и надмолекулярные структуры.

Получение высокомолекулярных соединений. Полимеризация и поликонденсация.

Химические превращения полимерных материалов. Реакции деструкции. Физическая, химическая и биологическая деструкция. Реакции деполимеризации. Деструкция компонентов пищевого сырья. Использование реакций деполимеризации в пищевой промышленности.

Реакции сшивания. Термопластичные и термореактивные полимеры.

Агрегатное и физическое состояния полимеров. Термомеханические кривые.

Виды деформаций полимерных материалов. Эластичность, пластичность, упругость и хрупкость. Деформационные кривые. Хладотекучесть.

Виды разрушений полимерных материалов. Прочность. Предел прочности. Усталость полимерных материалов.

Теплофизические и электрические свойства полимерных материалов.

ВМС биологического происхождения. Роль биополимеров в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Полисахариды и белки, их свойства, особенности поведения в процессе термообработки.

Растворы полимеров

Особенности процесса растворения ВМС. Набухание. Степень набухания. Ограниченное и неограниченное набухание. Зависимость степени набухания и растворимости от строения полимера и действия внешних факторов.

Свойства набухших полимеров. Пластификация.

Концентрированные растворы полимеров. Вязкость растворов полимеров. Тиксотропия. Студни, их образование и разрушение. Явление синерезиса.

Проницаемость полимерных пленок. Адсорбция и диффузия. Газопроницаемость.

Композиционные полимерные материалы

Компоненты композиционных полимерных материалов, их функциональное назначение.

Пластмассы, лаки, краски, клеи. Пористые материалы.

Технология получения изделий из пластических масс.

Применение изделий из полимерных материалов в пищевых технологиях.

Контрольные задания

М I

Химическая термодинамика

1. Какие факторы обуславливают принципиальную возможность протекания процесса?

2. Внутренняя энергия, её составные части. Физический смысл величины изменения внутренней энергии.

3. Энтальпия. Физический смысл величины изменения энтальпии.

4. I-й закон термодинамики. Теплота и работа.

5. Экзотермические и эндотермические процессы. Изменение энтальпии при их протекании.

6. Почему является возможным самопроизвольное протекание эндотермических процессов.

7. Энтропия, её физический смысл. В каком случае изменение энтропии характеризует возможность самопроизвольного протекания процесса?

8. Энергия Гиббса. Энтальпийный и энтропийный факторы. Каким образом действие этих факторов определяет возможность самопроизвольного протекания процесса?

9. Уравнение Гиббса. Каким образом величина изменения энергии Гиббса характеризует возможность протекания данного процесса?

10. Общее свойство термодинамических функций, как основа для расчета их изменений при протекании любого физико-химического процесса.

11. Что представляют собой стандартные значения термодинамических величин? Для каких условий они рассчитываются?

12. Каким образом рассчитываются термодинамические характеристики химической реакции при стандартных условиях.

13. Какая величина называется „химическим потенциалом”?

14. От чего зависит величина химического потенциала?

15. Каким образом величины химических потенциалов компонентов связаны с общей энергией Гиббса системы?

16. Что такое „стандартный химический потенциал”? От чего зависит его значение?

17. Зависят ли значения термодинамических функций от температуры? Какая из термодинамических функций наиболее чувствительна к изменению температуры?

18. Какая величина называется теплоёмкостью?

19. Какое уравнение описывает зависимость изменения энтальпии от температуры?

20. Каким образом может быть рассчитано изменение энтропии химической реакции при температурах отличных от стандартных?

В задачах 21 – 40 рассчитайте тепловой эффект реакции при заданной температуре. Какое количество тепла выделится, или поглотится, если в реакцию вступит указанная масса вещества?

21. N₂O₄ = 2NO₂ при Т=200 K, m(N₂O₄) = 10г.

22. Mg(OH)₂ = MgO + H₂O(ж) при Т= 500K, m(Mg(OH)₂) = 20г.

23. 4NO + 6H₂O(г) = 4NH₃ + 5O₂ при Т = 600K, m (NO) = 15г.

24. 2 H₂+ CO = CH₃OH(г) при Т = 700 K, m(H₂) = 1г.

25. CH₄ + 2Cl₂ = CCl₄ + 2H₂ при Т = 450 K, m(CH₄) = 5г.

26. CaCO₃ = CaO + CO₂ при Т = 350K, m(CaCO₃) = 25г.

27. Ca(OH)₂ = CaO + H₂O(г) при Т = 250K, m(Ca(OH)₂) = 15г.

28. CO₂ + 4H₂ = CH₄ + 2H₂O(г) при Т = 375K, m(CO₂) = 10г.

29. C + O₂ = CO₂ при Т = 380K, m(C) = 50г.

30. CH₃COH(г) + H₂ = C₂H₅OH(г) при Т = 280K, m(CH₃COH) = 100г.

31. C₂H₅OH(г) = C₂H₄ + H₂O(г) при Т = 225K, m(C₂H₅OH) = 34г.

32. C₂H₆ = C₂H₄ + H₂ при Т = 325 K, m(C₂H₆) = 45г.

33. 4CO + 2SO₂ = S₂(г) + 4CO₂ при Т = 425K, m(CO) = 17г.

34. 2N₂ + 6H₂O(г) = 4NH₃(г) + 3O₂ при Т = 525K, m(N₂) = 28г.

35. 2C₂H₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2H₂O(г) при Т = 625K, m(C₂H₂) = 37г.

36. CO + 3H₂ = CH₄ + H₂O(г) при Т = 725K, m(CO) = 41г.

37. 2CO₂ = 2CO + O₂ при Т = 775 K, m(CO₂) = 21г.

38. 2NO₂ = 2NO + O₂ при Т = 675 K, m(NO₂) = 5г.

39. 4CO + 2SO₂ = S₂(г) + 4CO₂ при Т = 575 K, m(CO) = 56г.

40. NH₄Cl(к) = NH₃ + HCl при Т = 475K, m(NH₄Cl) = 78г.