Prezentare despre conceptele inițiale ale polimerilor de chimie. Prezentare pe tema polimerilor. Obținerea amidonului sau a celulozei

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 1

Nota 9 (minim necesar la chimie) POLIMERI

Autorul prezentării este T.A Nasonova, profesor de chimie la Școala Gimnazială a Instituției Municipale de Învățământ din Kholm.

Slide 2

Planul lecției.

Polimeri naturali și sintetici. Metode de producere a polimerilor. Concepte de bază ale chimiei polimerilor. Materiale plastice și fibre.

Slide 3

1. Polimeri naturali și sintetici.

Polimerii sunt compuși de care oamenii nu se mai pot lipsi. Toată lumea este familiarizată cu acești compuși - de la cei mai tineri până la bătrâni, de la gospodine la specialiști în multe industrii. Ce sunt polimerii? Polimerii sunt compuși cu o moleculă înaltă constând din multe unități structurale identice.

Slide 4

Pe baza originii lor, polimerii sunt împărțiți în naturali și sintetici.

Polimerii naturali sunt, de exemplu, cauciucul natural, amidonul, celuloza, proteinele, acizii nucleici. Fără unele dintre ele, viața pe planeta noastră este imposibilă.

ADN amidon proteină

Slide 5

Polimerii sintetici sunt numeroase materiale plastice, fibre și cauciucuri.

Aceștia joacă un rol important în dezvoltarea tuturor sectoarelor industriei, agriculturii, transporturilor și comunicațiilor. Așa cum viața însăși este imposibilă fără polimeri naturali, civilizația modernă este de neconceput fără polimeri sintetici.

Slide 6

2. Metode de producere a polimerilor.

Cum se formează acești compuși neobișnuiți? Polimerii sunt produși în principal prin două metode - reacții de polimerizare și reacții de policondensare. Reacția de polimerizare implică molecule care conțin o legătură multiplă (de obicei dublă). Astfel de reacții au loc printr-un mecanism de adiție și totul începe cu ruperea dublelor legături.

Slide 7

Ne-am familiarizat cu reacția de polimerizare folosind exemplul producției de polietilenă:

nCH2=CH2 (- CH2 – CH2 -)n Reacția de policondensare necesită molecule speciale. Ele trebuie să conțină două sau mai multe grupe funcționale (-OH, -COOH, -NH2 etc.). Când astfel de grupuri interacționează, un produs cu greutate moleculară mică (de exemplu, apa) este eliminat și se formează o nouă grupă, care conectează reziduurile moleculelor care reacționează între ele.

Slide 8

De exemplu, aminoacizii intră în reacția de policondensare. În acest caz, se formează un biopolimer - proteină și o substanță secundară cu molecule scăzute - apă:

…+ H NH-CH(R)–COOH+ … H NH-CH(R)–COOH+… …-NH-CH(R)-CO- NH-CH(R)-CO-… + nH2O Reacția de policondensare produce multe polimeri, inclusiv nailon.

Slide 9

3. Concepte de bază ale chimiei polimerilor.

Macromoleculă – din greacă. macro – mare, lung. Monomerul este materia primă pentru producerea polimerilor. Polimer – multe măsuri (unitate structurală). O unitate structurală este un grup de atomi repetat de multe ori într-o macromoleculă. Gradul de polimerizare n este numărul de unități structurale dintr-o macromoleculă.

Slide 10

n X (-X-)n Х – monomer, (-Х-) – unitate structurală, n – grad de polimerizare. (- X-)n - macromolecule de polimeri.

În funcție de structura lanțului principal, polimerii au structuri diferite: liniară (de exemplu, polietilenă), ramificată (de exemplu, amidon) și spațială (de exemplu, structura secundară și terțiară a proteinelor).

Slide 11

Structuri ale polimerilor.

liniar ramificat

Spațial

Slide 12

4. Materiale plastice și fibre.

De obicei, polimerii sunt utilizați rar în forma lor pură. De regulă, din ele se obțin materiale polimerice. Acestea din urmă includ materiale plastice și fibre. Plasticul este un material în care componenta de legare este un polimer, iar componentele rămase sunt materiale de umplutură, plastifianți, coloranți, antioxidanți și alte substanțe.

Slide 13

Un rol special este acordat materialelor de umplutură care sunt adăugate polimerilor. Ele măresc rezistența și rigiditatea polimerului și reduc costul acestuia. Materialele de umplutură pot fi fibre de sticlă, rumeguș, praf de ciment, hârtie, azbest etc.

Prin urmare, materialele plastice precum polietilena, clorura de polivinil, polistirenul, fenol-formaldehida sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii, agricultură, medicină, cultură și viața de zi cu zi.

Slide 14

Fibrele sunt fire lungi, flexibile, realizate din polimeri naturali sau sintetici, care sunt folosite pentru a face fire și alte produse textile.

Fibrele sunt împărțite în naturale și chimice. Fibrele naturale, sau naturale, sunt materiale de origine animală sau vegetală: mătase, lână, bumbac, in.

Slide 15

Fibrele chimice sunt obținute prin prelucrarea chimică a polimerilor naturali (în primul rând celuloză) sau sintetici.

Fibrele chimice includ fibre de viscoză, acetat, precum și nailon, nailon, lavsan și multe altele.

Slide 1

Diverse tipuri de polimeri anorganici

Morozova Elena Kochkin Viktor Shmyrev Konstantin Malov Nikita Artamonov Vladimir

Slide 2

Polimeri anorganici

Polimerii anorganici sunt polimeri care nu conțin legături C-C în unitatea care se repetă, dar sunt capabili să conțină un radical organic ca substituenți laterali.

Slide 3

Clasificarea polimerilor

1. Polimeri homochain Carbon și calcogeni (modificare plastică a sulfului).

2. Polimerii heterolanțuri Multe perechi de elemente sunt capabile, cum ar fi siliciul și oxigenul (siliciu), mercurul și sulful (cinabru).

Slide 4

Fibre minerale de azbest

Slide 5

Caracteristicile azbestului

Azbestul (greacă ἄσβεστος, - indestructibil) este denumirea colectivă pentru un grup de minerale cu fibre fine din clasa silicaților. Constă din cele mai fine fibre flexibile. Ca2Mg5Si8O22(OH)2 -formula Două tipuri principale de azbest - azbest serpentin (azbest crisotil sau azbest alb) și azbest amfibol

Slide 6

Compoziție chimică

În ceea ce privește compoziția lor chimică, azbestul este silicați apos de magneziu, fier și parțial calciu și sodiu. Următoarele substanțe aparțin clasei azbestului crisotil: Mg6(OH)8 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Fibre de azbest

Slide 7

Siguranță

Azbestul este practic inert și nu se dizolvă în fluidele corporale, dar are un efect carcinogen vizibil. Persoanele implicate în exploatarea și prelucrarea azbestului au de câteva ori mai multe șanse de a dezvolta tumori decât populația generală. Cel mai adesea provoacă cancer pulmonar, tumori ale peritoneului, stomacului și uterului. Pe baza rezultatelor cercetărilor științifice ample asupra agenților cancerigeni, Agenția Internațională de Cercetare a Cancerului a clasificat azbestul drept unul dintre cei mai periculoși agenți cancerigeni din prima categorie.

Slide 8

Aplicarea azbestului

Producția de țesături rezistente la foc (inclusiv pentru cusut costume pentru pompieri). În construcții (ca parte a amestecurilor de azbest-ciment pentru producția de țevi și ardezie). În locurile în care este necesară reducerea influenței acizilor.

Slide 9

Rolul polimerilor anorganici în formarea litosferei

Slide 10

Litosferă

Litosfera este învelișul dur al Pământului. Este format din scoarța terestră și partea superioară a mantalei, până la astenosferă. Litosfera de sub oceane și continente variază considerabil. Litosfera de sub continente este formată din straturi sedimentare, de granit și bazalt cu o grosime totală de până la 80 km. Litosfera de sub oceane a trecut prin multe etape de topire parțială ca urmare a formării scoarței oceanice, este foarte epuizată în elemente rare fuzibile, constă în principal din dunite și harzburgite, grosimea sa este de 5-10 km, iar granitul stratul este complet absent.

Slide 12

Principalele componente ale scoarței terestre și ale solului de suprafață al Lunii sunt oxizii de Si și Al și derivații acestora. Această concluzie poate fi făcută pe baza ideilor existente despre prevalența rocilor bazaltice. Substanța principală a scoarței terestre este magma - o formă fluidă de rocă care conține, împreună cu mineralele topite, o cantitate semnificativă de gaze. Când magma ajunge la suprafață, formează lavă, care se solidifică în roci de bazalt. Componenta chimică principală a lavei este silicea sau dioxidul de siliciu, SiO2. Cu toate acestea, la temperaturi ridicate, atomii de siliciu pot fi înlocuiți cu ușurință cu alți atomi, cum ar fi aluminiul, formând diferite tipuri de aluminosilicați. În general, litosfera este o matrice de silicat cu includerea altor substanțe formate ca urmare a proceselor fizice și chimice care au avut loc în trecut în condiții de temperatură și presiune ridicată. Atât matricea de silicat în sine, cât și incluziunile din ea conțin predominant substanțe sub formă de polimer, adică polimeri anorganici heterolanți.

Slide 13

Granitul este o rocă intruzivă magmatică acidă. Este format din cuarț, plagioclază, feldspat de potasiu și mica - biotit și moscovit. Granitele sunt foarte răspândite în crusta continentală. Cele mai mari volume de granite se formează în zonele de coliziune, unde două plăci continentale se ciocnesc și are loc îngroșarea scoarței continentale. Potrivit unor cercetători, în crusta de coliziune îngroșată se formează un întreg strat de topitură de granit la nivelul crustei mijlocii (adâncime 10-20 km). În plus, magmatismul granitic este caracteristic marginilor continentale active și, într-o măsură mai mică, a arcurilor insulare. Compoziția minerală a granitului: feldspați - 60-65%; cuarț - 25-30%; minerale de culoare închisă (biotit, rar cornblendă) - 5-10%.

Slide 14

Compoziția minerală. Vrac este compus din microliți de plagioclază, clinopiroxen, magnetit sau titanomagnetit, precum și sticlă vulcanică. Cel mai comun mineral accesoriu este apatita. Compoziție chimică. Conținutul de silice (SiO2) variază de la 45 la 52-53%, suma oxizilor alcalini Na2O+K2O până la 5%, în bazalți alcalini până la 7%. Alți oxizi se pot distribui astfel: TiO2 = 1,8-2,3%; Al203=14,5-17,9%; Fe203=2,8-5,1%; FeO=7,3-8,1%; MnO=0,1-0,2%; MgO=7,1-9,3%; CaO=9,1-10,1%; P2O5=0,2-0,5%;

Slide 15

Cuarț (oxid de siliciu (IV), silice)

Slide 16

Formula: SiO2 Culoare: incolor, alb, violet, gri, galben, maro Culoare caracteristică: alb Luciu: sticlos, uneori gras în mase solide Densitate: 2,6-2,65 g/cm³ Duritate: 7

Slide 19

Rețea de cristal de cuarț

Slide 20

Proprietăți chimice

Slide 21

Sticlă de cuarț

Slide 22

Rețea cristalină de coezit

Slide 23

Aplicație

Cuarțul este folosit în instrumente optice, în generatoare de ultrasunete, în echipamente telefonice și radio. Este consumat în cantități mari de industria sticlei și a ceramicii.

Slide 24

Corindon (Al2O3, alumină)

Slide 25

Formula: Al2O3 Culoare: albastru, rosu, galben, maro, gri Culoare caracteristica: alb Luciu: sticla Densitate: 3,9-4,1 g/cm³ Duritate: 9

Slide 26

Rețea cristalină din corindon

Slide 27

Folosit ca material abraziv Folosit ca material ignifug Pietre prețioase

Slide 29

Aluminosilicați

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Structura lanțului de telur

Cristalele sunt hexagonale, atomii din ele formează lanțuri elicoidale și sunt legați prin legături covalente de vecinii lor cei mai apropiați. Prin urmare, telurul elementar poate fi considerat un polimer anorganic. Telurul cristalin se caracterizează printr-un luciu metalic, deși datorită complexului său de proprietăți chimice poate fi mai degrabă clasificat ca un nemetal.

Slide 33

Aplicații ale telurului

Producția de materiale semiconductoare Producția de cauciuc Supraconductivitate la temperatură înaltă

Slide 34

Slide 35

Structura lanțului de seleniu

Negru Gri Roșu

Slide 36

Seleniu gri

Seleniul gri (numit uneori metalic) are cristale într-un sistem hexagonal. Rețeaua sa elementară poate fi reprezentată ca un cub ușor deformat. Toți atomii săi par a fi înșirați pe lanțuri în formă de spirală, iar distanțele dintre atomii vecini dintr-un lanț sunt de aproximativ o ori și jumătate mai mici decât distanța dintre lanțuri. Prin urmare, cuburile elementare sunt distorsionate.

Slide 37

Aplicații ale seleniului gri

Seleniul gri obișnuit are proprietăți semiconductoare; este un semiconductor de tip p, adică conductivitatea în ea este creată în principal nu de electroni, ci de „găuri”. O altă proprietate practic foarte importantă a seleniului semiconductor este capacitatea sa de a crește brusc conductivitatea electrică sub influența luminii. Acțiunea fotocelulelor cu seleniu și a multor alte dispozitive se bazează pe această proprietate.

Slide 38

„Pregătirea polimerilor” - Polimeri. Biopolimeri. Cauciucuri. Metode de formare a polimerilor. Forma geometrică a macromoleculelor. Monomer. Polimerizare. Concepte de bază ale chimiei polimerilor. Clasificarea polimerilor. Gradul de polimerizare. Subordonarea ierarhică a conceptelor de bază. Policondensare. Polimer.

„Caracteristicile polimerilor” - Materiale plastice și fibre. Aplicație în medicină. Metode de producere a polimerilor. Cauciuc natural. Polimeri. Policondensare. Lână. Noțiuni de bază. Forma macromoleculelor. Aplicarea polimerilor. Cauciuc sintetic. Rezistența la impact. Nucă de cocos. Plastifianți. Țevi din polimer. Polimer natural. Produse din cauciuc.

„Temperatura polimerilor” - Metode de determinare a rezistenței la căldură. Fenilona este produsă prin policondensarea dicloranhidridei acidului isoftalic și a m-fenilendiaminei într-o emulsie sau soluție. Este un material ideal pentru scopuri tribotehnice. În ambele cazuri, temperatura crește liniar în timpul măsurătorilor. Metoda de determinare a rezistenței la căldură este următoarea.

„Descoperirea cauciucului” - În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, cererea de cauciuc natural a crescut rapid. La începutul secolului al XIX-lea au început cercetările cauciucului. Englezul Thomas Hancock a descoperit fenomenul de plasticizare a cauciucului în 1826. În anii 1890. Apar primele cauciucuri de cauciuc. Descoperirea cauciucului. Cauciuc sintetic. Procesul a fost numit vulcanizare.

„Polimeri anorganici” - Rolul polimerilor anorganici. Obținerea sulfului plastic. Diverse tipuri de polimeri anorganici. Clasificarea polimerilor. Modificări ortorombice și monoclinice. Rețea de cristal de cuarț. Modificări alotropice ale carbonului. Material abraziv. Sulf. Bazalt. Aplicarea modificărilor alotropice ale carbonului.

„Polimeri naturali și sintetici” - Aminoacizi. Fibre de acetat. Monomer. Materiale de origine animală sau vegetală. Structuri ale polimerilor. Polimerii sunt împărțiți în naturali și sintetici. Polimeri naturali și sintetici. Materiale plastice și fibre. Molecule speciale. Fibre. Metode de producere a polimerilor. Concepte de bază ale chimiei polimerilor.

Sunt 16 prezentări în total

Slide 2

Definiţia polymers

POLIMERI (de la poli... și greacă meros - share, part), substanțe ale căror molecule (macromolecule) constau dintr-un număr mare de unități repetate; Greutatea moleculară a polimerilor poate varia de la câteva mii la multe milioane. Termenul „polimeri” a fost introdus de J. Ya Berzelius în 1833.

Slide 3

Clasificare

Pe baza originii lor, polimerii sunt împărțiți în naturali sau biopolimeri (de exemplu, proteine, acizi nucleici, cauciuc natural) și sintetici (de exemplu, polietilenă, poliamide, rășini epoxidice), obținuți prin metode de polimerizare și policondensare. Pe baza formei moleculelor, polimerii liniari, ramificati și de rețea se disting prin natură - polimeri organici, organoelement și anorganici.

Slide 4

Structura

POLIMERII sunt substanțe ale căror molecule constau dintr-un număr mare de unități care se repetă structural - monomeri. Greutatea moleculară a polimerilor ajunge la 10 6, iar dimensiunile geometrice ale moleculelor pot fi atât de mari încât soluțiile acestor substanțe au proprietăți similare sistemelor coloidale.

Slide 5

În funcție de structura lor, macromoleculele sunt împărțite în liniare, denumite schematic -A-A-A-A-A- (de exemplu, cauciuc natural); ramificat, având ramuri laterale (de exemplu, amilopectină); și în rețea sau reticulat, dacă macromoleculele adiacente sunt conectate prin legături încrucișate chimice (de exemplu, rășini epoxidice întărite). Polimerii foarte reticulati sunt insolubili, infuzabili si incapabili de deformari foarte elastice.

Slide 6

Reacția de polimerizare

Reacția de formare a unui polimer dintr-un monomer se numește polimerizare. În timpul polimerizării, o substanță se poate schimba de la o stare gazoasă sau lichidă la o stare lichidă sau solidă foarte groasă. Reacția de polimerizare nu este însoțită de eliminarea oricărui produs secundar cu greutate moleculară mică. În timpul polimerizării, polimerul și monomerul sunt caracterizate de aceeași compoziție elementară.

Slide 7

Producția de polipropilenă

n CH2 = CH → (- CH2 – CH-)n || CH3 CH3 propilenă polipropilenă Expresia dintre paranteze se numește unitate structurală, iar numărul n din formula polimerului este gradul de polimerizare.

Slide 8

Reacția de policondensare

Pe lângă reacția de polimerizare, polimerii pot fi obținuți prin policondensare - o reacție în care are loc rearanjarea atomilor de polimer și eliberarea apei sau a altor substanțe cu conținut molecular scăzut din sfera de reacție.

Slide 9

Obținerea amidonului sau a celulozei

nС6Н12О6 → (-С6Н10О5 -)n + Н2О polizaharidă de glucoză

Slide 10

Clasificare

Polimerii liniari și ramificati formează clasa polimerilor termoplastici sau termoplastici, iar polimerii spațiali formează clasa polimerilor termorigizi sau termorigide.

Slide 11

Aplicație

Datorită rezistenței lor mecanice, elasticității, izolației electrice și altor proprietăți, produsele polimerice sunt utilizate în diverse industrii și în viața de zi cu zi. Principalele tipuri de materiale polimerice sunt materiale plastice, cauciucuri, fibre, lacuri, vopsele, adezivi, rășini schimbătoare de ioni. În tehnologie, polimerii sunt utilizați pe scară largă ca izolații electrice și materiale structurale. Polimerii sunt buni izolatori electrici și sunt utilizați pe scară largă în producția de condensatoare electrice, fire și cabluri de diferite modele și scopuri. Materialele cu proprietăți semiconductoare și magnetice sunt obținute pe bază de polimeri. Importanța biopolimerilor este determinată de faptul că aceștia formează baza tuturor organismelor vii și participă la aproape toate procesele vieții.