Страница 32 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Данный лабораторный эксперимент демонстрирует метод выделения высокомолекулярного соединения (каучука) из его раствора (резинового клея) и позволяет изучить характерные физические свойства полученного полимера.

Эксперимент выполняется в несколько этапов, на каждом из которых происходят определённые физические процессы.

1. Нанесение клея и нагревание. Резиновый клей представляет собой раствор полимера (каучука) в летучем органическом растворителе. Когда клей наносят на металлическую пластинку и прогревают в пламени спиртовки, тепловая энергия ускоряет процесс испарения растворителя. Поскольку растворитель имеет низкую температуру кипения, он легко переходит в газообразное состояние и улетучивается. На поверхности пластинки остаются только длинные, гибкие макромолекулы каучука.

2. Формирование каучуковой нитки. По мере испарения растворителя полимерные цепи каучука сближаются, переплетаются и сцепляются друг с другом за счет сил межмолекулярного взаимодействия. В результате образуется сплошная твердая, но гибкая пленка, которая в данном эксперименте имеет форму нитки (поскольку клей наносился "змейкой"). После охлаждения пластинки эту нитку можно легко отделить от металлической поверхности.

3. Исследование свойств.

Эластичность: Чтобы исследовать эластичность, нужно взять полученную каучуковую нитку за концы и плавно растянуть. Можно наблюдать, как нить значительно удлиняется, не разрываясь. Если затем отпустить один конец (или ослабить натяжение), нить быстро сократится и вернется практически к своей исходной длине. Эта способность к большим обратимым деформациям и есть эластичность. Она объясняется тем, что в спокойном состоянии длинные молекулы каучука свернуты в клубки. При растяжении они распрямляются, а после снятия нагрузки самопроизвольно сворачиваются обратно в наиболее энергетически выгодное состояние.

Прочность на разрыв: Для исследования этого свойства нить необходимо растягивать с постоянно увеличивающимся усилием до момента разрыва. Каучук обладает высокой прочностью — это означает, что для разрыва нити потребуется приложить значительное усилие. Прочность обеспечивается силами, действующими между длинными полимерными цепями.

В ходе эксперимента из раствора (резинового клея) путем выпаривания растворителя был выделен твердый каучук. Исследование полученной каучуковой нитки показало, что она обладает высокой эластичностью (способна сильно растягиваться и возвращаться в исходное состояние) и значительной прочностью на разрыв, что является характерными свойствами каучуков как класса полимеров.