Номер 3, страница 198 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Охарактеризуйте известные вам синтетические каучуки и напишите уравнения реакций их получения.

Синтетические каучуки — это синтетические полимеры, которые, подобно натуральному каучуку, характеризуются эластичностью, водонепроницаемостью и диэлектрическими свойствами. Их получают путем полимеризации или сополимеризации различных мономеров. Вулканизация каучуков приводит к получению резины. Ниже приведены характеристики и реакции получения некоторых из них.

Это один из первых синтетических каучуков, промышленное производство которого было освоено в СССР по методу С. В. Лебедева. Мономером является бутадиен-1,3. По методу Лебедева, бутадиен получали из этилового спирта, а затем полимеризовали с использованием металлического натрия в качестве катализатора. Бутадиеновый каучук уступает натуральному по эластичности и прочности на разрыв, но превосходит его по износостойкости и морозостойкости. Широко применяется в производстве шин, резинотехнических изделий (транспортёрные ленты, шланги), для изготовления подошв обуви и др.

Ответ: Уравнение реакции полимеризации бутадиена-1,3:

$n \, \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{Na, to }} (-\text{CH}_2-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-)_n$

По химическому строению является синтетическим аналогом натурального каучука. Его получают стереорегулярной полимеризацией изопрена (2-метилбутадиена-1,3) в присутствии катализаторов Циглера-Натты. В результате образуется цис-1,4-полиизопрен, молекулы которого имеют такое же пространственное строение, как и у натурального каучука. Благодаря этому синтетический изопреновый каучук по своим свойствам (высокая эластичность, прочность, клейкость) очень близок к натуральному. Применяется для производства шин, особенно для грузовых автомобилей и авиации, а также конвейерных лент, резинотехнических и медицинских изделий.

Ответ: Уравнение реакции полимеризации изопрена:

$n \, \text{CH}_2=\text{C}(\text{CH}_3)-\text{CH}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{kat.}} (-\text{CH}_2-\text{C}(\text{CH}_3)=\text{CH}-\text{CH}_2-)_n$

Это наиболее массовый вид синтетических каучуков. Их получают совместной полимеризацией (сополимеризацией) бутадиена-1,3 и стирола (винилбензола). В зависимости от условий полимеризации и соотношения мономеров получают каучуки с различными свойствами. Звенья мономеров в цепи полимера располагаются статистически (нерегулярно). Бутадиен-стирольные каучуки обладают высокой износостойкостью и прочностью, но уступают натуральному каучуку по эластичности. Основная область применения — производство автомобильных шин, а также конвейерных лент, обувных подошв, изоляционных материалов.

Ответ: Уравнение реакции сополимеризации бутадиена и стирола:

$n \, \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_2 + m \, \text{C}_6\text{H}_5-\text{CH}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{kat.}} [-(-\text{CH}_2-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_2-)_n-(-\text{CH}(\text{C}_6\text{H}_5)-\text{CH}_2-)_m-]$

Получают полимеризацией хлоропрена (2-хлорбутадиена-1,3). Этот каучук относится к каучукам специального назначения. Его отличительные свойства — высокая стойкость к действию масел, бензина, озона, солнечного света и тепла. Он негорюч и обладает хорошей адгезией (клейкостью) к металлам и тканям. Используется для изготовления масло- и бензостойких изделий (шланги, прокладки, уплотнители), защитных покрытий, гидрокостюмов, клеев, а также для изоляции проводов и кабелей.

Ответ: Уравнение реакции полимеризации хлоропрена:

$n \, \text{CH}_2=\text{C}(\text{Cl})-\text{CH}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{kat.}} (-\text{CH}_2-\text{C}(\text{Cl})=\text{CH}-\text{CH}_2-)_n$