ЖМҚ ерітінділерінің қасиеттері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Реферат

Жоғары молекулалық қосылыстар ерітінділері

Орындаған:
Қабылдаған:

Қарағанды
2018-2019 оқу жылы

Жоспар:
Кіріспе
Негізгі бөлім
ЖМҚ-ң классификациясы
Полимерлер құрылымының негізгі ерекшеліктері
ЖМҚ еріткішпен байланысы
ЖМҚ ерітінділерінің қасиеттері
Полиэлектролиттер
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Жоғары молекулалық қосылыстар ерітінділері (ЖМҚ)

Жоғары молекулалы қосылыстар деп молекулалық салмағы 10,000-нан бірнеше миллионға дейінгі заттарды атайды.
ЖМҚ молекулаларының ұзындығы созылған жағдайда 1000 нм-ге жетуі мүмкін, яғни, коллоидтық ерітінділердегі және микрогетерогендік жүйелердегі бөлшектердің мөлшерімен салыстыруға болады.
ЖМҚ қайнау температурасы ыдырау температурасынан айтарлықтай жоғары, сондықтан олар әдетте тек сұйық немесе қатты күйде болады.
Жоғары молекулалық қосылыстар немесе полимерлер деп молекулалары жүздеген немесе мыңдаған көміртегі атомдарынан, соған сәйкес молекулалық массалары мыңдаған, тіпті миллиондаған массаның атомдық бірлігіне тең болатын және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстарды атайды. Полимерлердің атомдары бір-бірімен химиялық байланыс арқылы қосылады.
И.Берцелиус 1833 ж. "полимерия" терминін ғылымға енгізген.
Алғашқы синтетикалық полимерлер
1838 (поливинилиденхлорид) және 1839 (полистирол) жылдары алынған.
Полимерлер химиясы А.М.Бутлеровтың химиялық құрылым теориясын шығарғаннан кейін ғана туындады.
Г.Бушарда, У.Тилден, неміс ғалымы К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев және т.б.
30-шы жылдары бос радикалдар және ионды механизмді полимерлеудің негізін салған У.Карозерс болған.
Г.Штаудингер - ЖМҚ үлкен молекулалық массадан тұратынын дәлелдеген.

Негізгі бөлім

ЖМҚ-ң классификациясы

ЖМҚ түрлі критерийлер бойынша жіктеледі:

1. Туындауы бойынша ЖМҚ табиғи (табиғи) және синтетикалық болып бөлінеді.
Табиғи ЖМҚ - ақуыздар (казеин, желатин, жұмыртқа альбумині), жүн, жібек, полисахаридтер (целлюлоза, крахмал). Полисахаридтер фотосинтез кезінде өсімдіктерде пайда болған полимерлі көмірсулар болып табылады:

Синтетикалық ЖМҚ - химиялық синтезден туындайтын ЖМҚ. Полимерлерді дайындауға арналған бастапқы материалдар ретінде, төмен молекулалық массасы қанықпаған немесе көпфункционалды қосылыстар - мономерлер қолданылады.
Синтездеу әдістері келесі реакциялар түрлеріне негізделген:
:: полимерлеу - макромолекулалар пайда болатын мономерлер молекулаларының қосындысы, элементтік құрамы бастапқы мономерлерден өзгеше емес, мысалы:

:: поликонденсация - төмен молекулалы салмақ заттарын шығарумен қатар жүретін мономерлер молекулаларының комбинациясы. Мысал - нейлонның түзілу реакциясы:

:: сополимеризация - әр түрлі композицияның екі немесе одан көп мономерлерін қосу.

Полимерлеу дәрежесі n - макромолекулада қайталанатын бірліктер саны.
Кез-келген нақты синтетикалық полимер полимерлеудің әртүрлі дәрежелі макромолекулаларынан тұрады және полидисперсиямен ерекшеленеді.
2. Полимер тізбегінің құрылымына сәйкес жоғары молекулалық қосылыстар: сызықты, тармақталған және кеңістіктік.
Сызықтық полимерлер мономер молекулаларының бифункционалды болған жағдайда қалыптасады және полимер тізбегінің өсуімен функционалдылық өзгермейді, мысалы, полиэтилен. Сызықты полимерлер өте икемді, жақсы еритін болады. Оларды пайдалану талшықтарды, қабыршақтарды қалыптастыру қабілетіне негізделген.
Кеңістіктік полимерлер мономердің функционалдығы екіден көп болғанда және тізбекті өсу процесі кезінде макромолекуланың функционалдылығы артады. Кеңістіктік полимерлер аз серпімді, қаттылыққа ие, аз еритін, бірақ шіруге қабілетті. Мысал фенол формальдегидті шайырлар.
Бөлінген полимерлер, кеңістікте, екіден көп функционалдығы бар мономерлерден алынады. Белгілі бір жағдайларда синтез барысында негізгі тізбектен бүйірлік бұталар пайда болады. Бөлінген полимерлер желілік және кеңістіктік полимерлер арасындағы аралық деңгейге ие. Мысал ретінде крахмал.
3. Электролиттік диссоциацияға қабілеттілігіне қарай, ЖИҚ электролиттерге және полиэлектролиттерге бөлінеді. Өз кезегінде, полиэлектролиттер полиқышқылдарға, полинегіздерге және полиамфолитке бөлінеді.

Полимерлер құрылымының негізгі ерекшеліктері

Біз екі ерекшелікті атап өтеміз.
1. Байланыстың екі түрінің болуы:
полимер тізбегіндегі атомдарды байланыстыратын химиялық байланыстар (ондаған және жүздеген кДж моль тәртібіндегі байланыс энергиясы);
макромолекулалық тізбектер мен сілтемелерді өзара байланыстыратын молекулярлы Ван-дер-Ваальс күштері, сутегі байланыстары (бірліктердің тәртібінің байланыс энергиясы және ондаған кДж моль).

2. Байланыстардың ішкі айналуына байланысты тізбектердің икемділігі. Осыған байланысты макромолекул әр түрлі конформацияларды қабылдауы мүмкін.

Конформациялар - химиялық байланыстардың айналасындағы байланыстардың айналуынан (оларды бұзбай) пайда болатын макромолекулалардың кеңістіктік энергетикалық теңсіздіктері.
Конформациялық өзгерістердің нәтижесінде макромолекулалар әр түрлі пішіндерді қабылдай алады: сызықты, шумақты, глобулды.
Глобул - ұқсас бірліктердің арасындағы байланыс орын алатын бұрылмалы макромолекуладан құрылған бөлшектер. Макромолекулалардың конформациялары мен әртүрлі күйлері Гиббс энергиясының төмендеуі үрдісімен түсіндіріледі: T∆S∆H
Осылайша, конформация - барынша энтропияға сәйкес келетін макромолекулалардың кеңістік формасы.
Полимерлі материалдар қыздырғандағы өзгерістеріне байланысты термопластар және термореактивті болып екіге бөлінеді.
Термопласты полимерлер қыздырғанда қасиеттері біртіндеп, баяу өзгереді және белгілі бір температураға жеткенде тұтқыраққыш күйге ауысады. Балқыған термопласты суытқан кезде полимер алғашқы қалпына келеді және де мұндай өзгерістердің нәтижесінде полимердің химиялық табиғаты өзгермейді, сондықтан бұл процесті бірнеше рет қайталауға болады. Термоплаты полимер болып полиэтилен, полистирол, поликапролактам сияқты полимерлер есептеледі.
Термореактивті полимерлерге қыздырып артынша суытқанда бастапқы қалпына келмейтін полимерлер жатады. Мұндай полимерлердің тізбегінде бос функционалды топрары болады немесе қанықпаған байланыстары болады, сондықтан олар қыздырғанда макромолекулалар арасында химиялық байланыстар пайда болады да, олар торланған құрылымды полимер түзеді. Мұндай полимерлерге фенолформальдегидті, мочевинальдегидті полимерлер жатады.

Полимерлердің номенклатурасы
Табиғи және кейбір синтетикалық полимерлердің атаулары көптен бері қалыптасқан танымалы тривиалды номенклатура бойынша аталады. Мысалы: целлюлоза, лигнин, капрон, лавсан, каучук, тефлон т.б.
Номенклатураның екінші түрі - рационалды номенклатура. Бұл номенклатура бойынша полимер мономердің алдына поли деген сөз қосу арқылы аталады. Мысалы, стиролдан алынған полимер полистирол деп аталады. Егер полимер әр түрлі мономерлерден алынса, онда оның атауында екі мономердің аты білінуі қажет. Мысалы, поли-(гексаменленадипамид).
ИЮПАК ұсынған номенклатура жүйелі деп аталады. Бұл полимер тізбегіндегі қайталанып келетін бөлікті құрайтын құрылымның атымен байланысты. Бұл жүйе бойынша да полимердің аты поли деген сөзден басталады.

ЖМҚ еріткішпен байланысы

ЖМҚ-дың еріткішпен әрекеттесуі кезінде олардың ісінуі орын алады.
Уақыт аралығында еріткішпен байланысқан кезде полимердің көлемі мен массасының өсуі ісіну деп аталады.
Полимердің көлемі мен салмағының өзгеруі 10-15 есе артуы мүмкін.
Ісінудің сандық көрсеткіші ісік дәрежесі болып табылады:

мұнда, m0, V0 - құрғақ полимердің массасы мен көлемі; m,V - жаппай полимердің массасы мен көлемі.
Ісіну шектеулі және шектеусіз болуы мүмкін. Шектеулі ісіну жағдайында, берілген температура мен шекті мәндердің шоғырлануыда (1-суреттегі 1-қисық) m және a одан әрі өзгермейді.
m және а шексіз ісіну жағдайында (1-суреттегі 2-қисық) полимердің еруі салдарынан азаятын максималды мәндерге жетеді. Осылайша, бұл жағдайда, ісіну - ерудің бірінші кезеңі.
Ісінудің себебі - ЖИА мен еріткіштің қасиеттеріндегі айырмашылық. Деңгейлер молекулалары ТМҚ молекулаларынан өлшемдер мен ұтқырлықтың бірнеше реті бойынша ерекшеленеді. Сондықтан макромолекулалардың еріткіш фазасына өтуі өте баяу жүреді, ал еріткіш молекулалар полимер желісіне жылдам еніп, тізбекті бөліп, оның көлемін арттырады. Цилиндрлердің икемділігі шағын ТМҚ молекулаларының полимерлі желіге енуін жеңілдетеді. Мәселен, ісіну процесі молекулалардың мөлшеріндегі үлкен айырмашылыққа байланысты бір жақты араластыру.
Ісіну полимердің бос орындарына тек ТМҚ молекулаларының механикалық енуі ғана емес, негізінен макромолекулалардың ерітілуіне байланысты молекулярлы өзара әрекеттесу екенін атап өту керек. Демек, өзара әрекеттесетін жақсы еріткіште ғана ісінеді. Полярлық полимерлер полярлы сұйықтықтарда, мысалы, судағы белоктарда және полярлы емес - полярлы емес (бензолдағы резеңке) ісінеді.
Ісіну процесінің шектеулері және өзіндік ерігіштігі полимердің торлы энергиясы мен сольватация энергиясы арасындағы қатынаспен анықталады. Осылайша, сызықтық полимерлер әдетте жақсы ерітінділерде, әсіресе жоғары температура кезінде ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.