Хімія. 9 клас. Попель

§ 23. Поліетилен

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • з'ясувати, що таке полімер і реакція полімеризації;
  • засвоїти властивості поліетилену;
  • дізнатися про застосування поліетилену.

Полімеризація етилену. За певних умов молекули етилену сполучаються одна з одною внаслідок руйнування подвійних зв'язків між атомами Карбону і перетворення їх на прості зв'язки. Схематично це можна зобразити так:

1 У квадратних дужках показано молекули зі зруйнованими подвійними зв'язками.

Продуктом взаємодії великої кількості молекул етилену є поліетилен. Дуже довгі молекули цієї сполуки утворені з'єднаними між собою групами атомів -СН2-СН2- (мал. 56).

Мал. 56. Фрагмент кулестержневої моделі молекули поліетилену

Реакцію сполучення багатьох однакових молекул унаслідок руйнування кратних зв'язків називають реакцією полімеризації, вихідну речовину — мономером, а продукт — полімером2.

2 Терміни походять від грецьких слів poly — багато, monos — один, єдиний, meros — частина, частка.

Полімер — сполука, молекули якої складаються з великої кількості груп атомів однакової будови.

Скорочений запис реакції полімеризації етилену:

У поліетилені існують молекули різної довжини, тобто з різними значеннями n (від 1500 до 6000). Інтервал значень n для зразка полімеру залежить від умов здійснення реакції полімеризації — температури, тиску, каталізатора.

Реакція полімеризації

Властивості поліетилену. Поліетилен — біла або безбарвна речовина (мал. 57), легша за воду й нерозчинна в ній. При нагріванні сполука плавиться з утворенням безбарвної рідини1.

1 Поліетилен не має певної температури плавлення. Залежно від умов утворення він плавиться в інтервалі температур 103—110 °С або 124—137 °С.

Мал. 57. Гранули поліетилену

Поліетилен хімічно інертний. Як і багато інших органічних речовин, ця сполука горить на повітрі.

Поліетилен не розчиняється в органічних розчинниках, тому для їх зберігання і транспортування використовують поліетиленову тару.

Вироби з поліетилену є морозостійкими, але не витримують нагрівання вище 60—100 °С. За високої температури полімер розкладається з утворенням етилену:

Застосування поліетилену. Поліетилен є найважливішим полімерним матеріалом. Виробами з нього ми постійно користуємося в повсякденному житті. Це — пакети, пакувальна плівка для харчових продуктів, різні резервуари, іграшки тощо (схема 2). Оскільки поліетиленова плівка добре пропускає світло, нею вкривають теплиці для вирощування ранніх овочів, квітів, тропічних рослин. Поліетилен використовують для виробництва тари, труб, конструкційних деталей, медичного устаткування, а також як електроізоляційний матеріал, антикорозійне покриття.

Схема 2

Застосування поліетилену

Поліетилен — дуже стійка речовина, яка розкладається в природних умовах надзвичайно повільно. Тому використані вироби з поліетилену, залишки плівки, пакети не можна викидати будь-де (мал. 58); їх потрібно складати в спеціальні контейнери. Відходи цього та інших полімерів направляють на переробку.

Мал. 58. «Полімерне» сміття в лісі

ВИСНОВКИ

Молекули етилену за певних умов можуть сполучатися одна з одною. Продуктом такої взаємодії є поліетилен. Перетворення етилену на поліетилен — приклад реакції полімеризації. Ця реакція відбувається внаслідок руйнування подвійних зв'язків між атомами Карбону в молекулах етилену й утворення простих зв'язків.

Сполуки, молекули яких складаються з великої кількості груп атомів однакової будови, називають полімерами.

Поліетилен — один із найважливіших полімерів. Він не розчиняється у воді, є хімічно інертним. Із поліетилену виготовляють плівку, тару, різноманітні вироби.

  • 176. Дайте означення термінам «полімер», «реакція полімеризації».
  • 177. Укажіть правильне закінчення речення «На кінцях молекул поліетилену розміщені групи атомів ...»:

а) СН;

б) СН2;

в) СН3.

  • 178. Одна з молекул у зразку поліетилену важча за молекулу води в 700 разів. Обчисліть значення n для формули цієї молекули.
  • 179. Який об'єм етилену утворюється (в перерахунку на нормальні умови) в результаті термічного розкладу 3,5 г поліетилену?
  • 180. Який об'єм повітря (н. у.) потрібний для спалювання 140 г поліетилену? Вважайте, що об'ємна частка кисню в повітрі становить 20 %.
  • 181. Підготуйте повідомлення про утилізацію використаних виробів із поліетилену.

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Тефлон

Останнім часом широко застосовують полімер, який є похідним поліетилену; в його молекулах замість атомів Гідрогену містяться атоми Флуору. Цей полімер має формулу (-CF2-CF2-)n. Його назва — тефлон. Сполука утворюється внаслідок реакції полімеризації:

Тефлон зовні нагадує поліетилен. Він має високу хімічну й термічну стійкість, не горить, не розчиняється й не набухає в жодному розчиннику. Вироби з тефлону можна використовувати в інтервалі температур від -260 до +260 °С.

Тефлон є основою хімічно і термічно стійких пластмас. Його використовують у протезуванні, для покриття поверхні посуду, призначеного для нагрівання (мал. 59). Із тефлону виготовляють деталі, різне обладнання для хімічної промисловості.

Мал. 59. Вироби з тефлоновим покриттям