Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MET2012.doc
Скачиваний:
18
Добавлен:
10.11.2019
Размер:
376.83 Кб
Скачать

Лабораторная работа № 8 Высокомолекулярные соединения

Работы выполняются по столам

Работа №1. Синтез полистирола

Эмульсионная полимеризация полистирола

Реактивы: стирол 5 мл; персульфат калия; дигидрофосфат натрия, 1,3 % раствор; гидросульфит натрия 5% раствор; алюмокалиевые квасцы, насыщенный раствор; стеарат натрия (мыло).

Приборы и материалы: пробирка; пробка с трубкой; цилиндр мерный, 25мл; стакан химический термостойкий, 250 мл; бумага фильтровальная; воронка; термометр

Описание работы;

1. В реакционной колбе приготовьте раствор 0,5г мыла в 100 мл воды при 60°С.

2. Добавьте по каплям при хорошем перемешивании стирол.

3. После образования эмульсии в пробирку добавьте 5 мл 1,3% раствора дигидрофосфата натрия для стабилизации реакционной смеси.

4. В пробирку вставьте обратный холодильник (трубку с пробкой). Установку поместите в водяную баню, нагретую до 60°С.

5. Через 10-15 мин. введите инициатор (персульфат калия), растворенный в небольшом количестве воды.

6. Смесь периодически взбалтывайте.

7. Через 45 мин. для осаждения полистирола к 5 мл раствора добавьте при перемешивании 10-15 мл алюмокалиевых квасцов.

8. Выпавший осадок полимера отфильтруйте, промойте дистиллированной водой, отожмите на предварительно взвешенном фильтре.

9. Полимер высушите.

  1. Взвесьте полимер.

Задание 1. Напишите уравнения реакций всех элементарных стадий полимеризации стирола в присутствии персульфата калия. Объясните механизм процесса.

Задание 2. Определите выход полимера.

Работа №2. Поликонденсация фенола с формальдегидом (получение резита)

Реактивы: фенол 2.5 г: формалин, 40%-ный 2,5 г; аммиак, 25%-ный 0,2 г.

Приборы и материалы: пробирка; пробка со стеклянной трубкой; стакан термостойкий, 250 мл: цилиндр мерный, 25 мл; чашка фарфоровая; электроплитка; термометр: лакмусовая бумага; бумага фильтровальная

Описание работы

Процесс получения неплавких и нерастворимых продуктов конденсации фенола с формальдегидом проводят в две стадии. Сначала получают линейные полимерфенолы, а затем проводят их отвержение.

1. В пробирку помещают 2,5 г фенола, 2,5 г (40%) формалина и 0,1 г 25% аммиака.

2. Пробирку закрывают пробкой с прямой стеклянной трубкой в качестве холодильника и помещают в водяную баню.

3. Смесь нагревают на электроплитке, поддерживая температуру около 90°С. Примерно через полчаса содержимое колбы мутнеет и разделяется на два слоя: верхний - водный, нижний - смоляной.

4. Нагревание продолжают еще 0,5 ч.

5. Содержимое пробирки переливают в фарфоровую чашку, охлаждают и сливают верхний надсмольный (водный) слой.

6. Полученный продукт (линейные полиметиленфенолы) промывают водой до нейтральной реакции на лакмус.

7. Высушивают в сушильном шкафу при t = 80°С. По мере обезвоживания полимер становится прозрачным (получают резол). Резол представляет собой клейкий сироп.

  1. При нагревании на электроплитке до 120°С происходит полное отверждение (резол превращается в резит).

Задание №1. Напишите схемы реакций, происходящих при получении резола и резита. Рассмотрите механизм процесса.

Задание 2. Определите выход продукта от теоретически возможного.

Работа №3. Поликонденсация фенола с формальдегидом в кислой среде, (получение новолака)

Реактивы: фенол 4 г; формалин, 40% 1 г; соляная кислота, уд. в. 1,19 г /см3 1 капля:

Приборы: пробирка; пробка со стеклянной трубкой; стакан термостойкий, 250 мл; фарфоровая чашка; термометр; лакмусовая бумага.

Описание работы

1. В чашку помещают 4 г фенола и 1 г 40%-ного раствора формалина и перемешивают до полного растворения фенола.

2. Затем добавляют 1 каплю концентрированной соляной кислоты.

3. Пробирку закрывают пробкой со стеклянной трубкой и помещают реактор в водяную баню. Температуру поддерживают около 90°С.

4. Примерно через полчаса содержимое колбы мутнеет и разделяется на два слоя: верхний - водный и нижний - смоляной. Нагревание продолжают еще 1 час.

5. Затем содержимое колбы переливают в фарфоровую чашку, охлаждают и сливают верхний надсмольный слой. Полученный продукт (линейные полиметиленфенолы) промывают до нейтральной реакции на лакмус.

6. Полимер высушивают в сушильном шкафу при температуре 50-65°С.

  1. Взвешивают полимер.

Полученный продукт конденсации, представляющий собой смесь растворимых и плавких полиметиленфенолов линейной структуры, можно превратить в полимер трехмерного строения путем введения специальных добавок, играющих роль агентов, сшивающих линейные макромолекулы. В качестве таких добавок можно применять твердые полимеры формальдегида и гексаметилентетраамин ( уротропин).

Задание 1. Напишите схемы реакций образования растворимого полимера (новолака). Объясните механизм процесса.

Задание 2. Запишите уравнение реакции образования нерастворимого полимера с участием уротропина.

Задание 3. Определите выход полимера.

Работа №4. Поликонденсация анилина с формальдегидом Реактивы: анилин 5 г; формалин (40%) 5 г; уксусная кислота (80%) 1 мл

Приборы: пробирка; пробка с прямой трубкой; фарфоровая чашка; термометр; асбестовая сетка; металлическая пластинка 9х12 см; электроплитка

Описание работы

1. Указанные количества анилина и формалина помещают в пробирку, взбалтывают и нагревают на водяной бане до 40°С в течение 0,5 часа. При этом жидкая смесь превращается в белый аморфный порошок.

2. Порошок переносят в фарфоровую чашку и несколько раз промывают декантацией водой.

3. Порошок отжимают фильтровальной бумагой и добавляют 1 мл уксусной кислоты, слегка подогревают чашку на асбестовой сетке, постепенно повышая температуру до 130-140°С (реакция экзотермична, поэтому может произойти вспенивание массы). Через 10-20 мин. нагревания смесь начинает сплавляться и окрашиваться в желтый или оранжевый цвет. После сплавления получается совершенно прозрачный полимер, обладающий, однако, недостаточной твердостью.

  1. Для увеличения твердости и повышения температуры плавления полимера его дополнительно нагревают до 180°С в течение получаса, выливают на металлическую пластинку и охлаждают.

Задание№1. Напишите схемы реакций образования белого аморфного порошка. Рассмотрите механизм процесса.

Задание 2. Составьте уравнения реакций образования растворимого и нетрастворимого полимеров.

Задание 3. Определите выход полимера.

Работа №5. Получение ацетатов целлюлозы

Реактивы: целлюлоза (вата или фильтровальная бумага), влажность 10% 3 г; уксусный ангидрид 12 ; уксусная кислота концентрированная 12 г; ацетон.

Приборы и материалы: колба коническая, 250 мл с пробкой; Цилиндр мерный 25 м.л; воронка для фильтрования; охлаждающая смесь (снег); термометр: лакмусовая бумага.

Описание работы.

1 Необходимое количество целлюлозы внести в колбу, прилить охлажденную до 3-4°С ацетилирующую смесь и закрыть колбу пробкой.

2 Поместить колбу в баню со смесью воды со льдом (снегом) и провести ацетилирование, постепенно повышая температуру до комнатной в течение 40 мин. до получения гомогенной массы. Реакционную смесь периодически встряхивать и перемешивать.

3. По окончании ацетилирования в реакционную массу добавить 25 мл ледяной уксусной кислоты и после тщательного перемешивания смесь тонкой струёй вылить в 25 мл уксусной кислоты.

4. Осажденный ацетат целлюлозы отфильтровать на воронке Бюхнера при перемешивании в стакане с теплой (40-50оС) водой до нейтральной реакции по лакмусу.

  1. Ацетат целлюлозы отжать фильтроватьной бумагой и высушить в сушильном шкафу.

Задание 1. Напишите уравнения реакции получения моно-, ди- и три ацетата целлюлозы. Рассмотрите механизм процесса.

Задание №2. Рассчитайте начальный состав ацетилируюшей смеси с учетом воды. содержащейся в целлюлозе и уксусной кислоте.

Задание №3. Определите выход полученного продукта.

Задание 4. Растворите полученный продукт в ацетоне.

ВОПРОСЫ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ

Семинар 1

ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Предмет органической химии. Многообразие органических соединений. Состав органических веществ, элементы-органогены. Уникальные особенности углерода. Место органической химии в системе естественных наук, ее научное и практическое значение. Понятие валентности. Валентные состояния атомов-органогенов. Степень окисления.

Химические формулы. Типы: молекулярные, структурные, пространственные.

Типы скелетов молекул. Насыщенные и ненасыщенные соединения. Ациклические, алициклические и гетероциклические соединения.

Понятие функциональной группы. Моно- и полифункциональные соединения. Основы класификации органических веществ: скелет молекулы, степень насыщенности, наличие функциональных групп. Понятие класса органических соединений.

Понятия: гомологи, гомологический ряд.

Изомерия. Типы: структурная (скелета и положения); пространственная (геометрическая и оптическая); таутомерия.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]