TIỂU LUẬN học PHẦN hóa hữu cơ NÂNG CAO đề tài hóa học hữu cơ và ỨNG DỤNG TRONG đời SỐNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: HÓA HỮU CƠ NÂNG CAO Đề tài: HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG Họ tên học viên: PHAN THANH NHÂN Mã số học viên: 208140111310023 Chun ngành: LL&PPDH HĨA HỌC Khóa học: 2020 - 2022 Giảng viên: PGS.TS LÊ ĐỨC GIANG NGHỆ AN, NĂM 2021 MỤC LỤC MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG NGHIÊNCỨU NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ HỢP CHẤT HỮU CƠ .9 1.1 Lịch sử hóa học hữu 1.2 Hợp chất hữu 10 1.2.1 Đặc điểm .10 1.2.2 Tính chất vật lý hợp chất hữu 11 1.2.3 Tính chất hóa học hợp chất hữu 12 1.3 Phân loại hợp chất hữu 12 1.3.1 Hidrcacbon 12 1.3.2 Dan xuất hidrocacbon .12 CHƯƠNG HIDROCACBON NO VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 13 2.1 Khái quát cấu tạo tính chất 13 2.1.1 Alkan .13 2.1.2 Cicloalkan 14 2.2 Ứng dụng hidrocacbon no đời sống .14 2.2.1 Khí đốt (khí gaz) ứng dụng .15 2.2.2 Khí Methane ứng dụng 17 2.2.3 Khí Propane ứng dụng 17 2.2.4 Xăng 18 2.2.5 Dầu Mazut (FO), Dầu hỏa (KO) Dầu diesel (DO) 19 2.2.6 Nhựa đường 21 CHƯƠNG HIDROCACBON KHÔNG NO VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 23 3.1 Khái quát cấu tạo tính chất 23 3.1.1 Alken .23 3.1.2 Dien .24 3.1.3 Alkin 25 3.2 Ứng dụng đời sống 26 3.2.1 Ethylene 26 3.2.2 Propilen 28 3.2.3 Acetilen 29 CHƯƠNG AREN VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG .31 4.1 Khái quát cấu tạo tính chất 31 4.2 Ứng dụng đời sống 31 CHƯƠNG HALOGENUR ALKIL VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 35 5.1 Khái quát cấu tạo tính chất 35 5.2 Ứng dụng đời sống 35 5.2.1 Clorofom 36 5.2.2 Trichloroethylene (TCE) 36 5.2.3 Halothane .37 5.2.4 Chloroíluorocarbon 38 5.2.5 Bromomethane .38 CHƯƠNG ALCOHOL VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG .40 6.1 Khái quát chung cấu tạo tính chất 40 6.2 Ứng dụng đời sống 41 6.2.1 Methanol 41 6.2.2 Ethanol 42 6.2.3 Ethylene Glycol .43 6.2.4 Glycerol 45 CHƯƠNG PHENOL VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 48 7.1 Khái quát cấu trúc tính chất .48 7.2 Ứng dụng đời sống 49 CHƯƠNG ETHER, EPOXID VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 51 8.1 Khái quát cấu tạo tính chất 51 8.2 Ứng dụng đời sống 51 CHƯƠNG ALDEHID, CETON VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 53 9.1 Khái quát cấu tạo tính chất 53 9.2 Ứng dụng đời sống 53 9.2.1 Formaldehide 53 9.2.2 Acetone 55 CHƯƠNG 10 ACID CARBOXILIC VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 58 10.1 Khái quát cấu tạo tính chất .58 10.2 Ứng dụng đời sống 59 10.2.1 Acid Acetic 59 10.2.2 Acid Béo 61 10.2.3 Acid Citric 63 CHƯƠNG 11 DẨN XUẤT ACID CARBOXILIC VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 64 11.1 Khái quát cấu tạo tính chất 64 11.2 Ứng dụng đời sống 65 11.2.1 Ester .65 11.2.2 Amide 67 CHƯƠNG 12 AMINE VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 70 12.1 Khái quát cấu tạo tính chất 70 12.2 Ứng dụng đời sống 71 12.2.1 Nicotine 71 12.2.2 Aniline 71 12.2.3 Melamine - Gỗ Phủ Melamine (MDF) 73 CHƯƠNG 13 ACID AMINE , PROTEIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG 76 13.1 Axit amine 76 13.1.1 Lysine 76 13.1.2 Histidine .76 13.1.3 Threonine .77 13.1.4 Methionin .77 13.1.5 Valine 77 13.1.6 Leucine 77 13.1.7 Isoleucine .78 13.1.8 Phenylalanine .78 13.1.9 Tryptophan 78 13.2 PROTEIN .79 CHƯƠNG 14 CARBOHYDRATES VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG .81 14.1 Glucose 81 14.2 Fructose 82 14.3 Saccarose 82 14.4 Xenlulose .82 14.5 Tinh Bột 82 CHƯƠNG 15 POLYME VÀ ỨNG DỤNG TRONG ĐỜI SỐNG .83 15.1 Tổng quan 83 15.2 Một số polyme phổ biển ứng dụng đời sống 84 15.2.1 Họ Polyetylen .84 15.2.2 Polypropylen 86 15.2.3 Poly(Vinyl Clorua) .87 15.2.4 Polystyren 88 15.2.5 Poly(Metyl Metacrylat) 90 15.2.6 Poly(Vinyl Axetat) .91 15.2.7 Polycyanoacrylat 91 15.2.8 Polyacrylonitril 92 15.2.9 Cao Su Tự Nhiên 93 15.2.10 Cao Su Butyl 94 15.2.11 Teílon - Polytetraíloetylen (PTFE) .95 KẾT LUẬN 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 MỤC LỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH Bảng: Bảng 15.1.Phân loại polyetylen dựa vào tỷ trọng 84 Hình Ảnh Hình 2.1 Hệ thống bếp nấu khí đốt nhà hàng 16 Hình 2.2 Lị nung kim loại khí đốt 16 Hình 2.3 Máy phát điện sử dụng khí đốt 17 Hình 2.4 Động đốt .19 Hình 2.5 Dầu Diesel 21 Hình 2.6 Nhựa đường .22 Hình 3.1 Cấu tạo etilen .23 Hình 3.2 Khai thác mủ Cao Su khí ethylen 26 Hình 3.3 Hệ thống ủ trái chín khí ethylene tự nhiên 27 Hình 3.4 Các sản phẩm từ ethylene dẫn xuất .28 Hình 3.5 Hàn xì axetilen 30 Hình 3.6 Tấm nhựa PVC phủ sơn 30 Hình 4.1 Toluen xylene dùng làm dung môi sản xuất sơn 33 Hình 4.2 Keo dán có chứa Toluen 33 Hình 5.1 Cấu tạo Clorofom 36 Hình 5.2.Hóa chất Clorofom .36 Hình 5.3.Cấu tạo Trichloroethylene (TCE) 36 Hình 5.4.Cấu tạo Halothane 37 Hình 5.5.Cấu tạo Chloroíluorocarbon (CFC) .38 Hình 5.6 Cấu tạo Bromomethane .38 Hình 6.1 Cấu trúc metanol, etanol, etilen glicol .40 Hình 6.2 Ethylene glycol làm dung mơi 44 Hình 6.3 Mỹ phẩm làm đẹp da glycerine 45 Hình 6.4 Thuốc nhuận tràng glycerol .46 Hình 7.1 Ứng dụng nhựa bakelit 49 Hình 7.2 Thuốc diệt cỏ 2,4-D 50 Hình 9.1.Formaldehyde sử dụng nhiều ngành cơng nghiệp .54 Hình 9.2.Dung mơi Axetone 56 Hình 9.3 Làm dung mơi sản xuất mực in, dược phẩm, sơn .56 Hình 9.4 Tẩy sơn móng tay acetone 57 Hình 10.1 Cấu tạo acid acetic 58 Hình 10.2 Cấu tạo acid citric 58 Hình 10.3 Aluminum axetat dùnglàm thuốc nhuộm vải, sợi 60 Hình 10.4 Axit phenylaxetic dùng cơngnghiệp nước hoa 60 Hình 10.5 Axit béo no cholesterol nguyên nhân hình thành cục máu đông 62 Hình 11.1.Ứng dụng Methyl salicylate .66 Hình 11.2 Thuốc trị Ho có thành phần Menthol .66 Hình 11.3.Dầu chuối 67 Hình 11.4 Cấu tạo Dimethylformamide (DMF) 67 Hình 11.5 Sợi Polyacrylonitrile 68 Hình 11.6 Sơn PU 68 Hình 12.1.Chế phẩm sinh học Nicotine .71 Hình 12.2.Phẩm nhuộm vải sợi 72 Hình 12.3 Cấu tạo Melamine 73 Hình 12.4.Nội thất phòng khách từ chất liệu gỗ MDF .74 Hình 12.5 Tủ đồ chất liệu gỗ MDF 75 Hình 12.6 Nội Thất nhà bếp từ gỗ MDF 75 Hình 13.1 Nguồn cung cấp protein 79 Hình 14.1 Dịch truyền Glucose 5% 81 Hình 15.1 Túi nhựa LDPE 85 Hình 15.2 Ống nhựa HDPE 86 Hình 15.3 Tấm nhựa Polipropylene 86 Hình 15.4 Hộp đựng thực phẩm bằngnhựa PP 87 Hình 15.5 Ứng dụng nhựa PVC .88 Hình 15.6 Ứng dụng polystirene 89 Hình 15.7 Thủy tinh hữu 90 Hình 15.8 Keo 502 92 Hình 15.9 Ứng dụng Polyacrylonitril .92 Hình 15.10 Nhựa ABS 93 Hình 15.11 Ứng dụng tlon .96 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa hữu hay hóa học hữu phân ngành hóa học nghiên cứu cấu trúc, tính chất, thành phần phản ứng hóa học hợp chất hữu vật liệu hữu Nghiên cứu cấu trúc xác định thành phần hóa học cơng thức hợp chất Nghiên cứu tính chất bao gồm tính chất vật lý hóa học, đánh giá khả phản ứng hóa học để hiểu chế chúng Nghiên cứu phản ứng hữu bao gồm tổng hợp hóa học sản phẩm tự nhiên, thuốc polyme, nghiên cứu phân tử hữu riêng lẻ phịng thí nghiệm thơng qua nghiên cứu lý thuyết Hợp chất hữu vật chất hình thành nên sống trái đất, chúng có có cấu trúc vơ đa dạng vai trò to lớn "Better Living Through Chemistry - Hóa học làm cho sống tốt hơn” hiệu chiến dịch quảng cáo xuất vào năm 1938, nilon tổng hợp tạo thành cách mạng mạnh mẽ hóa học hữu nói riêng sống người nói chung Để khái quát rõ mối liên hệ hợp chất hữu ứng dụng sống, tơI chọn đề tài “Hóa hữu ứng dụng đời sống” ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Giới thiệu tổng quan Hóa học hữu hợp chất hữu thường gặp Ứng dụng số loại hợp chất hữu sống hàng ngày NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Trang bị cho người học kiến thức lý thuyết Hóa hữu cơ, biết mối tương quan chặt chẽ Hóa hữu đời sống người Đóng góp tài liệu tham khảo dạy học hóa học, tăng hứng thú, tìm tịi, học hỏi người học CHƯƠNG HÓA HỌC HỮU CƠ VÀ HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.1 Lịch sử hóa học hữu Năm 1807, Berzelius (Thụy Điển, 1779-1848) người đưa danh từ "Hóa học hữu cơ" để ngành hóa học nghiên cứu chất lấy từ thể động vật thực vật Trong thời kì đó, thuyết tâm cho chất hữu hình thành thể sinh vật lực siêu hình chi phối, "lực sống".Thuyết kìm hãm phát triển khoa học, hạn chế khả sáng tạo người việc tìm tịi, phát minh, tổng hợp chất hữu phương pháp hóa học Friedrich Woehler (hay Friedrich Wốhler) (1800-1882) nhà hóa học người Đức Ông người tiên phong việc thay đổi quan niệm người đương thời hóa học hữu Năm 1828, ơng tiến hành thí nghiệm tổng hợp urea (chất có nước tiểu) Trong thí nghiệm này, ơng đun nóng amoni xianat bình thủy tinh Thí nghiệm khơng cần gọi "lực sống" (lực mà người ta cho xuất thể sống để tạo hợp chất hữu cơ) Chính vậy, ơng nói, thí nghiệm "khơng cần đến mèo, chó hay lạc đà cả" Đây thí nghiệm mang tính bước ngoặt, mở tư tưởng cho hóa học hữu nói riêng hóa học nói chung, tạo bước phát triển lịch sử hóa học Và nhờ có thí nghiệm này, nhiều nhà hóa học tiếp bước Wốhler tiến hành tổng hợp chất hữu cơ, số có khơng chất có ích cho người màu nhuộm, aspirin, Friedrich August Kekulé von Stradonitz (1829-1896), hay biết với tên August Kekulé nhà hóa học người Đức Ơng nhà hóa học lớn kỷ XIX Ông người có đóng góp quan trọng phát triển củahóa học hữu Năm 1861, ơng đưa định nghĩa quan trọng hóa học hữu Quan điểm ơng điều : Hóa học hữu nghiên cứu hợp chất cacbon (trừ oxit, muối số hơp chất khác cacbon) Ơng cịn nhà hóa học khám benzene, hợp chất hữu quan trọng ngành công nghiệp, tìm thành phần cách cấu tạo hợp chất Adolph Wilhelm Hermann Kolbe (1818-1884) nhà hóa học người Đức Ơng học trị tiếng Robert Bunsenvà Friedrich Wốhler, nhà hóa học tiếng Đức lúc Ông tiếng với thí nghiệm tổng hợp axit axetic Đó vào năm 1845 Chuỗi phản ứng thí nghiệm gồm q trình clo hóa cacbon đisulfua thành cacbon tetrachlorua, sau q trình nhiệt phân thành tetracloretylen clo hóa nước tạo thành axit tricloraxetic, cuối phản ứng ơxy hóa khử vơ cách điện phân tạo thành axit axetic[1] Nhờ thí nghiệm tiếng này, Kolbe nối tiếp bước chân người thầy Wốhler việc thay đổi suy nghĩ người thời hợp chất hữu hóa học hữu Ngồi ý nghĩa mang tính lịch sử, Kolbe giúp tổng hợp hợp chất hữu ứng dụng nhiều Với axit axetic, sản xuất este, làm dung môi, sản xuất giấm nhiều ứng dụng khác 1.2 Hợp chất hữu Các hợp chất hữu (hay organic compound), lớp lớn hợp chất hóa học mà phân tử chúng có chứa cacbon Các hợp chất hữu có nguồn gốc từ tự nhiên phản ứng nhân tạo Sự phân chia hợp chất hữu hợp chất vơ mang tính tùy ý có nguyên nhân lịch sử; nhiên, nói chung hợp chất hữu định nghĩa hợp chất có liên kết cacbon-hiđrơ, hợp chất vơ hợp chất cịn lại Vì acid cacbonic coi hợp chất vơ cơ, acid formic hợp chất hữu cơ, đơi người ta gọi "acid cacbonous" anhydrit nó, cacbon monoxít, chất vô 1.2.1 Đặc điểm Chất hữu thường tồn dạng hỗn hợp, khoa học đại phát triển nhiều phương pháp để đánh giá độ tinh sạch, đặc biệt quan trọng phải kể đến kỹ thuật sắc ký sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) sắc ký khí (GC) Bên cạnh phương pháp thông thường để tách chiết chưng cất, kết tinh, chiết dung môi Các hợp chất hữu thông thường định danh thí nghiệm hóa học, thường gọi "phương pháp ướt" (dùng nhiều thuốc thử để định tính dung dịch) Tuy phương pháp dần thay phương pháp quang phổ hay máy phân tích chuyên sâu Các phương pháp phân tích sau: □ Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) kỹ thuật dùng phổ biến nhất, phương pháp cho phép đọc thơng tin tính hiệu từ nguyên tử cấu trúc lập thể từ chuyển chúng thành phổ tương quan Nguyên tắc phương pháp dựa vào diện đồng vị tự nhiên hydro carbon, từ mà có phổ NMR 1H 13C □ Phương pháp phân tích bản: phương pháp phá hủy tồn phân tử hữu từ xác định thành phần nguyên tố toàn phân tử Đây phương pháp sơ khai làm tảng cho phương pháp khối phổ □ Phương pháp khối phổ cho thấy phân tử khối hợp chất hữu đầy đủ, với mảnh phân tử bị vỡ từ bắn phá điện tử, từ xác định cấu trúc Các máy khối phổ có độ phân giải cao ác định xác cấu trúc thực tế phân tử hữu dùng để thay cho phương pháp phân tích Trước đây, phương pháp khố phổ có số hạn chế khơng thể ghi nhận diện mảnh trung hòa điện, phát triển kỹ thuật ion hóa cho phép nhận diện "thơng số khối lượng" hầu hết hợp chất hữu □ □ □ □ Hình 15.55 Ứng dụng polystirene Ở Hoa Kỳ, PS công ty Dow Chemical sản xuất với tên thương mại Styrofoam Các tên thương mại khác PS: Carinex, Cellofoam, Dylene, Fostarene, Hostyren, Lustrex, Styron □ PS loại nhựa cứng có giá khơng cao Trong sống PS dùng làm xe mơ hình, đồ chơi, chi tiết máy quay phim, hộp băng từ, ly nhựa, thiết bị máy tính, dụng cụ nhà bếp □ PS thương mại có cấu trúc atactic, có M, khoảng 50.000 - 150.000, độ đa phân tán - PS có tính cách điện tốt, trong, kháng dung dịch axit bazơ, dễ gia công Tuy nhiên PS có nhược điểm khơng bền với dung mơi hydrocacbon, khả chịu thời tiết (UV, oxy, ozon) hydro nhóm benzyl linh động, đơi giịn, độ bền va đập thấp mạch polyme cứng Độ bền thời tiết tăng cường cách phối trộn với chất ổn định thích hợp (chất hấp thu UV, chất chống oxy hóa) Độ kháng dung mơi PS cải thiện cách phối trộn với sợi thủy tinh chất gia cường khác □ Styren cho phản ứng polyme hóa chọn lọc lập thể isotactic (>95 - 98%) nhờ chất khơi mào Ziegler-Natta dị pha truyền thống Polystyren có cấu trúc syndiotactic cao (>95 - 98%) điều chế cách dùng nhiều loại dung dịch chất khơi mào titan CpTiCl Cp;TiCl Khi phản ứng polyme hóa khơi mào n-BuLi toluen 25°C thu PS phần syndiotactic PS syndiotactic polyme kết tinh nóng chảy 270°C PS thành phần cao su cứng poly(styrenbutadien-styren), hay cao su SBS 15.2.5 Poly(Metyl Metacrylat) □ Poly(metyl metacrylat) (PMMA) tổng hợp kỹ thuật polyme hóa khơng dung mơi, dung dịch, huyền phù nhũ tương, PMMA polyme hồn tồn vơ định hình có độ bền cao độ ổn định hình dạng tốt mạch polyme cứng (Tg = 105°C) PMMA có độ cao, khả chịu thời tiết tốt, độ bền va đập cao, kháng nhiều hóa chất lại bị tác động dung môi hữu □ Nhiều sản phẩm PMMA cứng dạng tấm, ống, tạo thành từ phản ứng polyme hóa khơng dung mơi q trình đổ khn Q trình polyme hóa thực qua nhiều giai đoạn nhằm làm nguội dễ kiểm sốt hình dạng sản phẩm tốt polyme hóa thể tích giảm đến 21% Monome polyme hóa phần (độ chuyển hóa khoảng 20%) cách đun nóng 90°C 10 phút với chất khơi mào peroxid Chất lỏng nhớt (như xí rơ) làm nguội đến nhiệt độ phịng đổ khn, tiếp tục đun nóng Nhiệt độ tối đa 90°C, nhiệt độ cao hình thành bọt khí sản phẩm nhiệt độ sơi MMA 100,5°C □ Từ năm 1873 Caspery Tollen tổng hợp monome và, sau đó, năm 1880 Kahlbaum lần tổng hợp PMMA Từ năm 1934 công ty ICI (UK) đưa sản phẩm thương mại suốt năm chiến tranh PMMA dùng chủ yếu làm kính cho buồng lái máy bay Ngày nay, công ty Rohm Haas sản xuất loại cửa số từ PMMA với tên thương mại Plexiglas Công ty Incos Acrylics sản xuất PMMA gọi tên Lucite, dùng làm bề mặt bồn rửa, bồn tắm □ Do có độ cao nên PMMA dùng để thay cho thuỷ tinh vi vỡ không tạo thành mảnh vụn Khi dùng làm kính cửa sổ, PMMA có ưu điểm thuỷ tinh suốt Nếu cửa số làm thuỷ tinh q dày, khó nhìn xun qua Trong số làm PMMA có độ dày tới 33 cmn suốt Do PMMA vật liệu tuyệt vời cho bể cá lớn (aquariums) Một bể cá lớn giới California's Monterrey Bay làm từ kính PMMA dài 16,6 m, cao 5,5 m, dày 33 cm □ □ acrylic Hình 15.56 Thủy tinh hữu PMMA cịn dùng sơn nội/ngoại thất, sơn xe Sơn nước thường chứa PMMA phân tán dạng huyền phủ nước Do PMMA không tan □ □ nước nên cần dùng poly(vinyl axetat) đê làm cho PMMA nước tương hợp với PMMA không dùng nhựa hay sơn Thường dầu bôi trơn dầu thuỷ lực có khuynh hướng trở nên nhớt dính trời lạnh Chỉ cần hồ tan PMMA vào dầu này, khơng cịn nhớt nhiệt độ hạ thấp xuống tới -100°C 15.2.6 Poly(Vinyl Axetat) □ Poly(vinyl axetat) (PVAc) polyme khơng kết tinh có Tg = 28°C, khơng có độ bền đủ cao nên không tạo thành sản phẩm giống PE, PS, PVC Tuy nhiên PVAc copolyme dùng làm sơn nước, keo dán giấy, vải, gỗ loại keo dán khác Giấy vải thường phủ PVAc đê tạo độ bóng bề mặt □ Trong công nghiệp PVAc tổng hợp chủ yếu phương pháp polyme hóa nhữ tương, từ sản phẩm có dạng latex ứng dụng trực tiếp Trước dùng sơn nước, PVAc phản ứng với NaOH metanol □ Đê dùng làm sơn, không cần loại tất nhóm axetat Có thê kiêm sốt đê cịn lại khoảng 20% nhóm axetat Polyme gọi polyvinyl alcol-co-vinyl axetat) ngẫu nhiên □ Poly(vinyl alcol) (PVAI) ứng dụng làm chất làm đặc, tạo màng, keo dán □ Sơn acrylic chứa PMMA hòa tan dung môi, sơn khô dung môi bay PMMA loại nhựa cứng, chắc, bóng, nhiên PMMA kị nước, không tan nước Vấn đề giải nhờ Poly(vinyl alcol-co-vinyl axetat) Copolyme có nhóm alcol ưa nước nhóm axetat kị nước Khi hồ tan copolyme nước, tạo thành khối cầu, có nhóm alcol nằm phía ngồi khối cầu tương tác mạnh với nước, nhóm axetat nằm bên khối cầu □ PMMA kị nước nên nằm bên khối cầu, PMMA có thê tồn dạng huyền phù nước, hay sơn nước 15.2.7 Polycyanoacrylat □ Polycyanoacrylat loại keo dán tốt (superglues) (Keo 502) Thực chất thân keo monome cyanoacrylat (metyl, butyl, hexyl hay n-octyl) Khi cho tiếp xúc với bề mặt muốn dán, monome polyme hóa theo chế anion Hơi nước khơng độ ẩm bề mặt có thê đóng vai trị chất khơi mào □ □ □ □ Hình 15.57 Keo 502 Phản ứng polyme hóa xảy vòng vài giây tạo thành polycyanoacrylat Do polyme khơng độc nên thay dùng kim may vết thương, bác sĩ dùng keo cyanoacrylat để chữa chi tiết nhẫn cầu giác mạc võng mạc Ngoài số người thứ dùng mang polycyanoacrylat làm da tổng hợp để ghép da cho vết nặng Thưởng y khoa dúng poly(octyl cyanoacrylat) không gây dị ứng poly(metyl cyanoacrylat) 15.2.8 Polyacrylonitril □ Polyacrylonitril (PAN) công nghiệp tổng hợp phương pháp polyme hóa dung dịch huyền phủ Hầu tất sản phẩm có chứa acrylonitril copolyme Sợi acrylic có chứa 85% khối lượng acrylonitril, sợi modacrylic chứa từ 35 - 85% khối lượng acrylonitril Sợi acrylic modacrylic loại sợi tạo thành từ monome có chứa c-C acrylonitril nhóm nitril tương tác với lực thứ cấp đủ mạnh để kéo sợi Các loại sợi khác tạo thành từ polyme trùng ngưng polyeste polyamid Một ngoại lệ khác PP kéo sợi được) Sợi acrylic modacrylic bề ngồi giống len, có độ bền nhiệt, UV, hóa chất tốt Do loại sợi thay cho len nhiều ứng dụng sợi để dệt vải vớ, áo len, lều bạt, bao đựng cát để gia cố bờ sơng □ □ □ □ thống Hình 15.58 Ứng dụng Polyacrylonitril Polyacrylonitril dùng số sản phẩm làm sợi hệ lọc khí nóng, vải bạt trời, cánh buồm sợi gia cường cho bê tông Thường loại vải acrylic copolyme acrylonitril với metyl acrylat metyl metacrylat □ Copolyme acrylonitril với vinyl clorua có khả chống cháy sợi gọi sợi modacrylic □ Ngoài cịn polyacrylonitril-co butadien-co-styren) (ABS) □ có nhựa poly(styren-co-acrylonitril) (SAN) SAN loại copolyme ngẫu nhiên styren acrylonitril Nhưng ABS phức tạp ABS tạo thành cách polyme hóa styren acrylonitril có mặt polybutadien Polybutadien cịn nối đơi cacbon-cacbon mạch nên bị polyme hóa, cuối thu mạch polybutadien có nhánh SAN ghép □ ABS loại nhựa nhẹ Có thể dùng làm chi tiết thân xe hơi, xe gắn máy xe nhẹ tốn nhiên liệu hơn, nhiễm hơn, ABS cịn dùng làm nón bảo hiểm □ ABS PS nhóm nitril phân cực hút lẫn làm cho mạch ABS kết chặt với hơn, làm cho vật liệu hơn, tính đàn hồi polybutadien làm cho ABS PS □ □ □ □ Hình 15.59 Nhựa ABS 15.2.9 Cao Su Tự Nhiên □ Cao su tự nhiên (hay thiên nhiên) polyme hydrocacbon tồn dạng nhũ giống sữa (latex) mù Hevea brasiliensis (Euphorbiaceae) Trong Thế chiến thứ hai nước Đức bị cắt nguồn cao su nên phải phát triển cao su tổng hợp □ Cách lâu cao su sử dụng Trung Mỹ Nam Mỹ Thổ dân Aztecs nhận thấy trái banh cao su họ cho banh bị qui ám Người Maya tạo ủng tạm thời cách nhúng chân vào hỗn hợp latex Cao su cịn dùng vào mục đích khác làm ná, tay cầm công cụ Do thổ dân Châu Mỹ khơng biết lưu hóa, họ dùng phương pháp hữu để xử lý cao su cho kết tương tự cách trộn latex với loại nhựa khác nước ép loại nho đặc biệt □ Ở Brazil thổ dân biết dùng cao su làm vải khơng thấm nước Có câu chuyện kể có người Châu Âu đầu tiễn từ Brazil nước Bồ Đào Nha có mang theo □ miếng vải tầm cao su không thấm nước làm cho người kinh ngạc ơng bị đưa tịa làm phù thuỷ □ Khi cục cao su đưa tới nước Anh, người ta thấy cục cao su tẩy (rubbing) vết viết chì giấy tốt nên gọi tên “rubber” Tuy nhiên, người Mỹ gọi “rubber” có nghĩa “condom” (do thường sản xuất từ latex), cục tẩy “eraser” Người Pháp gọi cao su “caoutchouc” từ tên gọi “caaochu” hay “cautchuck” người thổ dân, nghĩa “nước mắt cây” Tiếng Việt gọi cao su từ gốc tiếng Pháp □ Ban đầu cao su trồng Nam Mỹ Năm 1873 lần người ta thử trồng cao su Brazil Sau thời gian cố gắng, 12 ươm Vườn sinh vật hoàng gia Kew, sau đem trồng Ản Độ bị chết Vào năm 1875, lần thứ hai người ta thử gởi 70.000 hạt tới Kew có 4% số hạt nảy mầm năm 1876 khoảng 2000 gởi tới Ceylon 22 gởi tới Singapore Sau đem trồng ngồi Brazil, cao su phát triển nhanh Năm 1898 đồn điền cao su xây dựng Mã Lai ngày cao su trồng rộng rãi nước nhiệt đới, vùng Đông Nam Á □ Một nửa lượng cao su sử dụng có gốc từ tổng hợp, hàng triệu cao su tự nhiên sản xuất hàng năm □ Cao su tự nhiên thường lưu hóa Trong trình cao su đun với lưu huỳnh để tăng tính đàn hồi Từ năm 1830, trình lưu hóa hồn thiện nhiều độ bền khả ứng dụng cao su □ Mủ cao su latex thu hoạch từ cao su với hàm lượng cao su khô khoảng 30 - 40%, sau ly tâm thu mủ cao su kem (cô đặc) với hàm lượng cao su khô khoảng 60% Mu kem ứng dụng làm găng tay, ủng cao su phương pháp nhúng hay nệm cao su Muốn lấy cao su khô, mù latex đông tụ axit formic axit axetic, sau rửa, cán, cắt, sấy khô thu cao su cốm □ Để ứng dụng làm vỏ ruột xe, cao su tự nhiên thường cán trộn với than đen để tăng độ kháng UV tăng tính chất học □ 15.2.10 Cao Su Butyl □ Polyisobutylen cao su tổng hợp elastome - chất đàn hồi Loại cao su có tinh chất đặc biệt khơng thấm khí nên giữ khí thời gian lâu Có thể thấy bong bóng thường bị xì sau vài ngày bong bóng làm cao su polyisopren, khơng phải loại cao su chống thấm khí Do đặc tính nên polyisobutylen dùng làm ruột xe, ruột banh □ vinyl Polyisobutylen, gọi cao su butyl, hay PIB loại polyme Polyme tạo thành từ monome isobutylen phản ứng polyme hóa mạch cation □ Thường cho lượng nhỏ isopren vào isobutylen Quá trình polyme hóa thực nhiệt độ thấp -100 °C phản ứng xảy nhanh khơng kiểm sốt khơng làm lạnh □ Polyisobutylen phát từ năm 1940 Vào lúc cao su dùng phổ biến cao su thiên nhiên, tức polyisopren Polyisopren chất đàn hồi tốt, thu dễ dàng từ nhựa hevea Trong Thế chiến thứ hai, quân đồng minh thiếu cao su thiên nhiên nên chuyển sang sử dụng PIB □ Ở Đức nhà hóa học phát minh polyisobutylen trước chiến tranh, sau nhà hoá học Mỹ phát minh cách khâu mạch chúng Để mạch, isobutylen copolyme hóa với khoảng 0,5 - 2,5% isopren □ Cứ 100 đơn vị tái lặp isobutylen có hai mắt xích isopren có chứa nối đơi nên khâu mạch polyme cách lưu hóa giống cao su thiên nhiên □ Khác với cao su thiên nhiên, cao su butyl khơng kết tinh làm lạnh, mềm dẻo -50°C Vì cao su butyl có độ bất bão hịa thấp nên có độ kháng lão hóa, độ ẩm, hóa chất ozon cao □ 15.2.11 Teflon - Polytetrloetylen (PTFE) □ Polytetrloetylen (PTFE), Teflon® tên thương mại hợp chất Roy J Plunkett (1910-1994) công ty DuPont phát minh vào năm 1938 đưa vào thị trường năm 1946 □ Teflon tên thương mại polyme có tính chất tương tự nhựa períloalkoxy (PFA) □ Trong y học PTFE dùng làm phận thể nhân tạo (như van tim) thể đào thải chúng □ Ngồi teflon, DuPont cịn có sản phẩm khác Silverstone hệ bọc ba lớp ílopolyme có độ bền cao teflon Silverstone đưa thị trường năm 1976 □ PTFE polyme vinyl, có cấu trúc tương tự etylen, tạo thành từ monome tetrloetylen phản ứng polyme hóa (gốc tự do) huyền phù □ PTFE hồn tồn khơng tan dung môi hữu thông thường khơng chịu tác động axit, bazơ đậm đặc nóng (do dùng làm bình phản ứng thanh, cánh khuấy) Có thể sử dụng PTFE khoảng nhiệt độ từ 200°C đến 260°C PTFE có tính cách điện tốt hệ số ma sát nhỏ (được sử dụng làm chảo khơng dính, xử lý thảm sợi nhằm tránh dính vết bẩn) khơng bắt chảy Do PTFE có độ kết tinh cao, Tm = 327°C, độ nhớt trạng thái nóng chảy cao nên gia công phương pháp gia công nhựa thông thường, mà phương pháp giống gia công kim loại kỹ thuật bột đùn nguội □ Tính trơ teflon giải thích dựa liên kết C-F Do flo có độ âm điện cao nên làm cho liên kết C-F phân cực, với đầu âm nằm flo Các liên kết chắn kéo nguyên tử flo gần sát với nguyên tử cacbon dọc □ theo mạch Các ngun tử Flo đóng vai trị che chắn cacbon khơng cho cacbon bị cơng hóa chất khác, flo khơng cho phản ứng Vì PTFE trơ Ví dụ PTFE khơng kết hợp với oxy khơng chảy khơng bị ăn mịn Do điện tử giữ chặt nên khơng dẫn điện Vì PTFE khơng có khả hình thành liên kết với vật liệu khác nên it dinh, nhờ dùng làm bề mặt chảo khơng dính □ Polyhexaflopropylen (PHFP) có nhóm CF3 gắn mạch chính, nhờ làm cho mạch trở nên mềm dẻo hơn, nóng chảy nhiệt độ thấp nên dễ gia công so với Teflon Tuy nhiên số đặc tính PTFE khơng cịn PHFP bám dính vật liệu khác tốt hơn, dẫn điện tốt hơn, cho phản ứng chậm với số hoá chất Tuy nhiên tính chất so với PTFE tốt nhiều so với polyme khác □ Copolyme thu từ TFE HFP có tính chất trung gian PTFE PHFP Copolyme gọi tên etylen propylen flo hóa (fluorinated ethylene propylene FEP) Có the đúc vật liệu phương pháp gia công nhựa nhiệt dẻo thông thường □ □ Hình 15.60 Ứng dụng teflon □ □ KẾT LUẬN Qua thời gian tìm hiểu nghiên cứu kỹ đề tài giúp hiểu tầm quan trọng Hóa học hữu đời sống người, ứng dụng đơn giản phức tạp sản phẩm hữu đời sống □ Đề tài tổng hợp từ nhiều nguồn, nhiều tài liệu tham khảo sử dụng tư liệu dạy học chương trình hóa học trường THPT, đóng góp vào việc dạy học tích cực: - Khai thác kiến thức sâu hơn, tường tận - Quan sát đời sống ngày liện hệ vào học giúp việc học trở nên đơn giản, gần gũi, tăng khả giải vấn đề khả tư logic - Phát huy tính tự học, tự nghiên cứu, tự phát triển lực khoa học học sinh □ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Ngọc Thạch (2002) Hóa Học Hữu Cơ NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM [2] Hoàng Ngọc Cường (2010) Polyme đại cương NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM [3] Zumdahl, Steven S Introductory Chemistry: A Foundation, xuất lần thứ Boston: Houghton Mifflin, 2000 [4] http://edie.cprost.sfu.ca/~rhlogan/organic.html [5] https://migco.vn/khi-cong-nghiep/ ... hệ hợp chất hữu ứng dụng sống, tơI chọn đề tài ? ?Hóa hữu ứng dụng đời sống? ?? ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Giới thiệu tổng quan Hóa học hữu hợp chất hữu thường gặp Ứng dụng số loại hợp chất hữu sống hàng... 15.11 Ứng dụng teílon .96 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa hữu hay hóa học hữu phân ngành hóa học nghiên cứu cấu trúc, tính chất, thành phần phản ứng hóa học hợp chất hữu vật liệu hữu Nghiên... người học kiến thức lý thuyết Hóa hữu cơ, biết mối tương quan chặt chẽ Hóa hữu đời sống người Đóng góp tài liệu tham khảo dạy học hóa học, tăng hứng thú, tìm tịi, học hỏi người học CHƯƠNG HÓA HỌC