27 bài tập Khoa học tự nhiên 9 Polymer có lời giải (Phần 1)

– Polymer là những hợp chất hữu cơ, có khối lượng phân tử rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau.

– Tính chất vật lí: Đa số polymer ở thể rắn, không bay hơi, không tan trong nước, một số polymer có thể tan trong xăng.

– Ứng dụng: Sản xuất vải, màng bọc thực phẩm, đồ dùng bằng nhựa, ống nước bằng nhựa, túi đựng, …

– Phân tử nhỏ nhất tạo ra polymer có tên gọi là monomer.

– Khối lượng mỗi mắt xích của polyethylene bằng 28 amu. (mắt xích: – CH$_{2}$ – CH$_{2}$ –)

Các cụm thích hợp là:

a) Polymer thường là chất rắn không bay hơi.

b) Hầu hết các polymer đều không tan trong nước và các dung môi thông thường.

c) Các polymer có sẵn trong thiên nhiên gọi là polymer thiên nhiên còn các polymer do con người tổng hợp ra từ các chất đơn giản gọi là polime tổng hợp.

d) PE và PVC là loại polymer tổng hợp còn tinh bột và cellulose là loại polymer thiên nhiên.

a) Tinh bột và cellulose đều thuộc polymer thiên nhiên.

b) Áo mưa, vỏ bút bi, bao tay,... thường được làm từ loại vật liệu polymer tổng hợp.

Khối lượng phân tử của tinh bột rất lớn.

Cụ thể: Tinh bột là hỗn hợp: amilose (chiếm từ 20 – 30 %) và amilopectin (chiếm từ 70 – 80%). Phân tử khối của amilose vào khoảng 150 000 – 600 000 (ứng với n khoảng 1000 – 4000). Phân tử khối của amilopectin vào khoảng 300 000 – 3 000 000 (ứng với n từ 2000 đến 200 000).

– Polymer thiên nhiên: tơ tằm, cellulose, tinh bột, …

– Polymer tổng hợp: polyethylene (PE), polypropylene(PP), …

– Một số sản phẩm tạo ra từ polymer thiên nhiên: vải sợi bông, lụa tơ tằm …

– Một số sản phẩm tạo ra từ polymer tổng hợp: màng bọc thực phẩm, ống dẫn nước, túi nylon …

– Monomer tạo thành PE là CH$_{2}$= CH$_{2}$. Monomer tạo thành PP là CH$_{2}$ = CH – CH$_{3}$.

→ Trong phân tử các monomer này đều có 1 liên kết đôi C = C.

a) Polymer không tan trong nước: cellulose, nhựa PP, nhựa PE, …

b) Polymer không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng tạo ra dung dịch keo: tinh bột.

c) Polymer tan trong nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch keo: gelatin.

a) Vật liệu làm bằng chất dẻo được dùng nhiều trong đời sống và sản xuất vì nó bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước, …

b)

* Ưu điểm

– Bền, nhẹ, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, không thấm nước, …

– Sản xuất với đa dạng mẫu mã.

* Nhược điểm

– Dễ bắt lửa.

– Độ chịu lực có giới hạn.

a) Chất dẻo được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của sản xuất và đời sống vì bền, đẹp, giá thành rẻ, mẫu mã đa dạng.

b) Việc sử dụng các đồ dùng bằng chất dẻo cần thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Không để các đồ dùng bằng chất dẻo ở gần bếp lửa hay nơi có nhiệt độ cao vì khi đó chất dẻo sẽ trở nên giòn, thay đổi tính chất và các đồ dùng có thể bị biến dạng. Chỉ đựng đồ ăn, uống vào dụng cụ làm bằng chất dẻo không độc để tránh gây hại cho sức khoẻ.

a) Đặc điểm cấu tạo của polymer tạo ra các loại tơ: có cấu tạo mạch không phân nhánh và có thể kéo dài thành sợi.

b)

* Giống nhau

– Đều thuộc loại tơ thiên nhiên

* Khác nhau

– Sợi bông có nguồn gốc từ thực vật.

– Sợi tơ tằm có nguồn gốc từ động vật, khi đốt có mùi khét như mùi tóc cháy.

* Tơ tằm được cấu tạo từ protein, khi giặt bằng xà phòng có tính kiềm cao sẽ làm quần áo mau hỏng. Do đó, không nên dùng xà phòng có tính kiềm để giặt quần áo bằng sợi tơ tằm.

a) Một số vật dụng bằng cao su thường gặp như săm xe, gioăng cao su, bi cao su, màng bơm cao su, ống cao su, …

b) Cách bảo quản đồ dùng bằng cao su: Không bảo quản đồ dùng bằng cao su ở nơi có nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp, gần những hóa chất ăn mòn, …

a) Một số vận dụng trong đời sống được làm bằng tơ như quần áo, vải lót săm lốp xe, bít tất, lưới, dây cáp, …

b) Lĩnh vực thể thao có sử dụng vật liệu composite như trong đua xe, sợi carbon được dùng để tạo khung xe đạp (giúp khung cứng và nhẹ), làm gầm xe đua, …

c) Một số vật dụng trong đời sống được làm bằng vật liệu composite như vỏ ca nô, vải làm bằng sợi thủy tinh, bồn chứa dung dịch acid, bồn chứa dung dịch kiềm (sử dụng epoxy), …

– Vật liệu composite là vật liệu được tổ hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau, gồm vật liệu cốt và vật liệu nền.

– Vật liệu composite được sử dụng rộng rãi vì nó thường rất bền và có nhiều tính chất ưu việt như nhẹ, tuổi thọ cao, ...

* Một số kí hiệu chú ý khi dùng đồ nhựa:

* Kí hiệu khả năng tái chế của đồ nhựa

Nhãn kí hiệu đính kèm quần áo giúp người sử dụng, bảo quản quần áo đúng cách.

* Một số kí hiệu về hướng dẫn cách giặt quần áo:

* Một số kí hiệu về hướng dẫn về việc vắt và sấy quần áo:

– Một số ứng dụng của polyethylene như sản xuất bao bì, màng bọc, túi nylon, thùng nhựa, ...

– Túi nylon khi phát thải vào môi trường rất khó bị phân hủy và gây ô nhiễm cho đất, nước; gây nguy hại cho các loài động vật, ...

Hạt vi nhựa là những mảnh nhỏ được hình thành từ quá trình phân hủy các sản phẩm nhựa như chai nhựa, túi nylon, đồ dùng bằng nhưa, ... thải ra môi trường. Loại hạt này có kích thước rất nhỏ, đường kính chỉ dưới 5mm.

Hạt vi nhựa có ảnh hưởng rất lớn đến người và động vật do nó không tan và khó phân hủy:

– Khi con người ăn phải chúng thì sẽ bị tích lũy hạt vi nhựa trong cơ thể và gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.

– Các loại động vật tưởng nhầm là thức ăn và ăn phải chúng, từ đó gây độc cho động vật.

– Các sản phẩm từ nhựa đều rất khó phân hủy. Vì vậy, việc lạm dụng các sản phẩm nhựa trong đời sống có ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sinh thái, sự sinh trưởng, phát triển của động, thực vật và sức khỏe con người.

– Biện pháp để giảm thiểu rác thải nhựa trong gia đình em:

+ Đi chợ không sử dụng túi nylon mà sử dụng làn, túi phân hủy sinh học.

+ Hạn chế mua đồ ăn nhanh.

+ Sử dụng những sản phẩm có thể tái sử dụng lâu dài.

+ Tái chế, tái sử dụng các sản phẩm nhựa…

a) Một số vật dụng trong đời sống được sản xuất từ PE là các loại bao bì màng, túi nhựa, vỏ bọc dây đồng, rổ, giá, thùng gạo, thùng rác, chai, lọ, cốc, …

b) Ô nhiễm môi trường do rác thải polymer là một thách thức đáng lo ngại. Chúng ta đều biết, rác thải có nguồn gốc từ nhựa đều mất rất nhiều thời gian để phân hủy. Thông thường, một chiếc chai lọ hay ống hút nhựa hoặc túi nylon nếu sử dụng bằng biện pháp chôn lấp thì phải mất đến hàng trăm năm mới có thể phân hủy hoàn toàn. Điều này gây hại cho môi trường sống của con người rất nhiều. Rác thải nhựa được phát sinh từ nhiều nguồn gốc khác nhau và chủ yếu là từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt của con người. Để giảm thiểu tác động tiêu cực này, mỗi chúng ta cần nâng cao ý thức khi sử dụng đồ nhựa. Chúng ta cần hạn chế sử dụng đồ dùng bằng nhựa, thay vào đó chọn những sản phẩm thân thiện với môi trường. Cần chú trọng hơn trong việc phân loại và tái chế rác thải nhựa. Mỗi chúng ta cùng chung tay, góp một phần nhỏ để bảo vệ môi trường và hệ sinh thái cho thế hệ tương lai.

Việc sử dụng vật liệu giấy thay cho vật liệu polymer không phân hủy sinh học có tác dụng rất lớn đối với môi trường.

– Giảm được các vật liệu polymer không phân hủy.

– Giảm được lượng khí thải gây ô nhiễm do quá trình sản xuất vật liệu polymer.

– Giảm được nguy cơ ăn phải các hạt vi nhựa.

– …

Khi đốt cháy một loại polime cho số mol CO$_{2}$ bằng số mol H$_{2}$O thì polymer đó là polyethylene

Poly(vinyl chloride), protein khi đốt cháy sẽ có sản phẩm khác ngoài CO$_{2}$, H$_{2}$O. Tinh bột đốt cháy cho tỉ lệ số mol CO$_{2}$ : số mol H$_{2}$O khác nhau

nCH$_{2}$=CH$_{2}$ + …$\overset{{t}^{o},\mathrm{xt},p}{\rightarrow }$ (–CH$_{2}$–CH$_{2}$–)n

Theo lý thuyết, bảo toàn khối lượng có:

m$_{trước}$ = m$_{sau}$ ⇔ m$_{ethylene}$ = m$_{PE}$= 1 tấn.

Do hiệu suất phản ứng là 80% nên khối lượng ethylene thực tế cần dùng là:

methylene (TT) = $\frac{1}{80\%}.100\%=1{,}25$ tấn

${n}_{{C}_{2}{H}_{4}}=\frac{2{,}479}{24{,}79}=0{,}1\ \mathrm{mol}$

Khối lượng của ethylene là: m = 0,1.28 = 2,8 gam

Vì hệ số trùng hợp của ethylene là 500 nên ta có phương trình

500CH$_{2}$=CH$_{2}$ $\overset{{t}^{o},\mathrm{xt},p}{\rightarrow }$ (–CH$_{2}$–CH$_{2}$–)500

500 1

0,1 mol → 2.10–4 mol

Ta có: M$_{polime}$ = 28.500 = 14000 m$_{polyethylene}$(LT) = 2.10–4.14000 = 2,8 gam

Với hiệu suất là 80% thì khối lượng polymer thu được là:

m$_{polymer}$(TT) = m$_{polymer}$ (LT) . H% = 2,8.80% = 2,24 gam