Addition polymerisation- apprendre la chimie

La description

Alcènes (composés de carbone contenant des doubles liaisons) subissent des réactions d'addition. Dans cette expérience, des molécules d'phényléthène (styrène) - le monomère - ajouter les uns aux autres pour former polyphenylethene (polystyrène) - polymère.

Classe pratique ou démonstration

Alcènes (composés organiques contenant des doubles liaisons carbone-carbone) subissent des réactions d'addition. Dans cette expérience, les molécules de monomère phényléthène (styrène) ajouter les uns aux autres pour former un polymère, le poly (phényléthène), communément connu sous le nom de polystyrène. Ce processus est lancé par l'ajout d'une substance appelée un initiateur de radicaux libres.

Parce que des exemples de polymérisation d'addition sont difficiles à démontrer, ou pour les étudiants de s'expérience, cette expérience est importante soit comme une démonstration des enseignants ou comme une expérience de classe. Ce dernier ne convient que pour les étudiants particulièrement capables et fiables, compte tenu des risques des substances concernées, et la manipulation minutieuse nécessaire.

L'expérience prend jusqu'à 60 minutes, et ne doit pas être laissé sans surveillance. Cependant, il devrait être possible d'utiliser de temps en temps « regarder et attendre » pour des travaux théoriques, par exemple sur des polymères de polymérisation d'addition et addition.

L'enseignant du groupe de travail, il faudra:

Gants en nitrile

L'accès à une sorbonne

Tube d'ébullition, 150 x 25 mm

Bonde, une à trous, muni d'une longueur de 20 cm d'un tube en verre (voir schéma ci-dessous)

Bécher (100 cm 3 250 cm 3), une de chaque

tige d'agitation en verre

Soit: Plaque chauffante électrique à commande thermostatique ou brûleur Bunsen, un trépied, résistant à la gaze et mat chaleur (Note 1)

Éthanol (IDA - industrielle de l'alcool dénaturé) (INFLAMMABLE, NOCIF), 50 cm 3 (Note 3)

Reportez-vous à la santé Sécurité et Notes techniques section ci-dessous pour plus d'informations.

Santé Sécurité et notes techniques

Porter des lunettes de protection, des gants, et le travail dans une sorbonne.

Phényléthène (styrène), C8 H8 (l), (NUISIBLES, INFLAMMABLE) - voir CLEAPSS Hazcard.

Éthanol (IDA - industrielle de l'alcool dénaturé), C2 H5 OH (l), (INFLAMMABLE, NOCIF) - voir CLEAPSS Hazcard.

1 Le bain d'eau bouillante nécessaire peut être mis en place plus rapidement à l'eau bouillante d'une bouilloire électrique, et maintenu ébullition sur plaque chauffante électrique thermostaté. Ceci est une alternative plus sûre à l'utilisation d'un brûleur Bunsen dans cette expérience.

2 Vérifiez que le stock de phényléthène est en bon état. Malgré la présence d'un inhibiteur, phényléthène en magasin progressivement et éventuellement se transformer polymérise solide dans la bouteille.

vapeur phényléthène est stupéfiant à des concentrations élevées, de sorte que cette expérience doit être effectuée dans une sorbonne. Protection des yeux et des gants en nitrile jetables doivent être portés pendant le prétraitement de phényléthène.

Pré-traitement des phényléthène (ATTENTION: porter des lunettes et des gants résistant aux produits chimiques pour cette procédure): la plupart des échantillons de phényléthène contiennent 4- (diméthyléthyl) - benzène-1,2-diol, (4-tert-butylcatéchol) (nocif) en tant que inhibiteur. Ceci doit être éliminé par lavage avec une solution 1 M d'hydroxyde de sodium, NaOH (aq), (CORROSIVE), puis avec de l'eau, dans une ampoule à décanter. Le phényléthène doit ensuite être séchée sur du sulfate de sodium anhydre, Na2 SO4 (s), pendant 10 minutes. Laver tous les appareils utilisés dans propanone, CH3 COCH3 (l), (facilement inflammable, irritant), dès que possible.

4 Fournir un conteneur de collecte de déchets chimiques de sorte que les lavages à l'éthanol peuvent être collectés et éliminés en toute sécurité après la leçon. Les échantillons de polystyrène peuvent être éliminés comme déchets normal.

Préparer une eau un bécher de 3 250 cm d'ébullition pour agir comme un bain d'eau. Si vous utilisez un brûleur Bunsen, garder tous les autres produits chimiques loin de la flamme.

c Monter un bouchon portant une longueur de 20 cm d'un tube en verre dans la partie supérieure du tube d'ébullition. Cela permet de minimiser la fuite de vapeur d'phényléthène. Fixer le tube verticalement dans le bain d'eau bouillante de telle sorte que le liquide est en dessous du niveau de l'eau chaude - voir diagramme.

d Chauffer pendant environ 30 min jusqu'à ce que le liquide se transforme très visqueux, retirer du bain d'eau et laisser refroidir.

e Éteindre toutes les flammes. Verser le contenu du tube dans 50 cm 3 d'éthanol dans un bêcher.

f utiliser une baguette de verre pour pousser le poly (phényléthène) en un morceau et verser de l'éthanol.

g sec du polymère solide sur un papier filtre.

SANTÉ SÉCURITÉ: Avec l'utilisation d'un agent oxydant puissant, et aussi les substances inflammables et nocives, il est nécessaire pour la protection des yeux, des gants jetables et une hotte.

Les élèves auront besoin d'une formation théorique à des réactions d'addition de composés insaturés et de polymérisation avant cette expérience. La réaction dans cette expérience est:

Regardez le code de recyclage sur ces objets. Notez que la plupart d'entre eux contiennent également des charges, des plastifiants, des pigments et d'autres composants.

Cette pratique des ressources de chimie a été développé par la Fondation Nuffield et la Royal Society of Chemistry.

Wikipedia - il y a un très grand nombre de références au polystyrène sur le web, mais peu sur la chimie au niveau le plus pertinent de détails.

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