Номер 1, страница 118, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Опишите свойства полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и тефлона.

Решение

Полиэтилен (ПЭ)

Полиэтилен — это термопластичный полимер, получаемый полимеризацией этилена $CH_2=CH_2$. Его общая формула $(-CH_2-CH_2-)_n$.

Физические свойства: Полиэтилен — это твердое вещество белого цвета, воскообразное на ощупь (жирное). Он легче воды, не тонет. Является отличным диэлектриком (не проводит электрический ток). В зависимости от технологии производства, различают полиэтилен высокого давления (ПЭВД), который является мягким, гибким и эластичным, и полиэтилен низкого давления (ПЭНД), который более жесткий, прочный и твердый.

Химические свойства: Обладает высокой химической стойкостью. Он не реагирует с растворами кислот (за исключением сильных окислителей, как концентрированная азотная кислота), щелочей и солей. Устойчив к воде. При комнатной температуре нерастворим в органических растворителях, но при нагревании может в них набухать и растворяться. Горит синеватым пламенем с запахом расплавленного парафина. Подвержен старению под воздействием ультрафиолетового излучения.

Термические свойства: Имеет невысокую температуру плавления. ПЭВД размягчается при $80–90^\circ C$, а ПЭНД — при $120–130^\circ C$. Морозостоек, сохраняет свои свойства при температурах до $-70^\circ C$.

Ответ: Полиэтилен — легкий, эластичный или жесткий (в зависимости от марки) термопласт, химически стойкий к большинству реагентов, хороший диэлектрик с низкой температурой плавления и хорошей морозостойкостью.

Полипропилен (ПП)

Полипропилен — это термопластичный полимер, продукт полимеризации пропилена $CH_2=CH(CH_3)$. Его общая формула $[-CH_2-CH(CH_3)-]_n$.

Физические свойства: Это твердое вещество белого цвета, самый легкий из всех пластиков (плотность около $0.90 г/см^3$). Он более твердый, жесткий и прочный, чем полиэтилен. Может быть как непрозрачным, так и прозрачным (в зависимости от марки). Является хорошим диэлектриком.

Химические свойства: Обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, маслам, растворам солей. При комнатной температуре нерастворим в органических растворителях. Более чувствителен к действию кислорода и ультрафиолета, чем полиэтилен. Горит коптящим пламенем с характерным сладковатым запахом.

Механические и термические свойства: Отличается высокой стойкостью к многократным изгибам и истиранию. Более теплостоек, чем полиэтилен, температура плавления составляет $160–170^\circ C$, что позволяет стерилизовать изделия из него паром. Однако его морозостойкость ниже, чем у полиэтилена, он становится хрупким при температурах от $-5$ до $-15^\circ C$.

Ответ: Полипропилен — это легкий, прочный и термостойкий полимер, превосходящий полиэтилен по твердости и температуре плавления. Он химически стоек и устойчив к многократным изгибам, но менее морозостоек.

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид — термопластичный полимер, продукт полимеризации винилхлорида $CH_2=CHCl$. Его общая формула $(-CH_2-CHCl-)_n$.

Физические свойства: Это твердое вещество белого цвета. Плотнее, чем полиэтилен и полипропилен. Выпускается в двух основных формах: непластифицированный (жесткий, винипласт) и пластифицированный (мягкий, эластичный, пластикат), что достигается добавлением пластификаторов. Является хорошим диэлектриком.

Химические свойства: Химически стоек к действию большинства кислот, щелочей, минеральных масел. Растворяется в некоторых органических растворителях (например, в циклогексаноне, тетрагидрофуране). Ключевой особенностью является его трудногорючесть — он не поддерживает горение вне пламени (самозатухающий). При нагревании выше $140^\circ C$ или при горении разлагается с выделением токсичного и коррозионно-активного хлороводорода (HCl).

Механические свойства: Жесткий ПВХ обладает высокой прочностью и жесткостью, а мягкий — эластичностью.

Ответ: Поливинилхлорид — универсальный термопласт, существующий в жесткой и мягкой формах. Он прочен, химически стоек, является хорошим изолятором. Его важное свойство — самозатухание при горении, однако при этом он выделяет токсичный хлороводород.

Тефлон (политетрафторэтилен, ПТФЭ)

Тефлон — это торговое название политетрафторэтилена, полимера тетрафторэтилена $CF_2=CF_2$. Его формула $(-CF_2-CF_2-)_n$. Также известен как фторопласт-4.

Физические свойства: Плотное, тяжелое вещество белого цвета, на ощупь гладкое и очень скользкое. Обладает уникально низким коэффициентом трения, что обеспечивает его знаменитые "антипригарные" свойства. Является превосходным диэлектриком. Полностью гидрофобен (не смачивается водой) и олеофобен (не смачивается жирами).

Химические свойства: Обладает феноменальной химической инертностью. Он не реагирует ни с кислотами (включая царскую водку), ни со щелочами, ни с органическими растворителями. Разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов, элементарного фтора и некоторых его соединений при высоких температурах.

Термические свойства: Имеет очень широкий диапазон рабочих температур — от криогенных (около $-270^\circ C$) до высоких (длительно до $+260^\circ C$). Температура плавления — около $327^\circ C$. Тефлон не горюч. При нагревании свыше $260^\circ C$ начинается его термическое разложение с выделением токсичных фторсодержащих летучих продуктов.

Ответ: Тефлон (ПТФЭ) — уникальный полимер, известный своей высочайшей химической инертностью, широким диапазоном рабочих температур,极 низким коэффициентом трения (антипригарные свойства), негорючестью и превосходными диэлектрическими характеристиками.