Мцяллиф адлы кимйяви реаксийалар
Yüklə 86,15 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Polimerlərin alınması üsulları.
- Polimerin təsnifatı
- Polimerlərin xassələri.
- Plastik kütlələr.
- İstifadə edilmiş ədəbiyyat
- Что должны разъяснить учителя в процессе преподавания темы «Высокомолекулярные соединения» (полимеры) М.М.Аббасов
- What have teachers to explain in teaching of the theme of high-molecular compounds (polymers) M.M. Abbasov Doctor of pedagogical sciences SUMMARY
- Açar sözlər
|
YÜKSƏKMOLEKULLU BIRLƏŞMƏLƏR (POLIMERLƏR) MÖVZUSUNUN TƏDRISINDƏ MÜƏLLIMLƏR NƏLƏRI IZAH ETMƏLIDIR M.M.Abbasov pedaqogika elmlər doktoru Nisbi molekul kütləsinin qiymətinə görə maddələr 3 yerə bölünür: Nisbi molekul kütləsi 500-ə qədər olan maddələrə kiçik molekullu birləşmələr, 500 ilə 5000 arası olanlara oliqomerlər, 5000-dən böyük olanlara isə iri molekullu birləşmələr və ya polimerlər deyilir (yunanca “oliqo”- bir neçə, “poli”- hissə deməkdir). Polimer-molekulu çoxlu sayda təkrarlanan atom və ya atom qruplarından ibarət olan böyük molekul kütləsinə malik maddələrə deyilir. Polimer almaq üçün istifadə edilən kiçik molekullu birləşmələrə monomerlər deyilir. Tərkibində ikiqat, üçqat rabitələri olan karbohidrogenlər (alkenlər, alkinlər, aldehidlər, stirol), iki və daha çox funksional qurupları (aminturşular) və mütəhərrik atomları olan, habelə hetrotsiklik quruluşa malik maddələr monomer ola bilər. Polimerdə çoxlu sayda təkrarlanan atomlar qrupu elementar manqa, monomer qalığı və ya polimerin quruluş vahidlərinin sayı isə polimerləşmə dərəcəsi adlanır. Polimerin nisbi molekul kütləsi isə polimerləşmə dərəcəsi ilə quruluş vahidinin nisbi molekul kütlələri hasilinə bərabərdir. Mr(polimer) = n·Mr(monomer) Polimerlərin alınması üsulları. Polimerlər əsasən polimerləşmə və polikondesləşmə reaksiyaları ilə alınır. Çoxlu sayda monomer molekullarının bir-biri ilə birləşərək irimolekullu birləşmələr əmələ gətirməsi reaksiyasına polimerləşmə reaksiyası deyilir. Polimerləşmə reaksiyaları zəncirvari mexanizm üzrə (radikal mexanizmlə) baş verir. Belə reaksiyalar 3 mərhələdə gedir. Birinci mərhələdə (həyəcanlanma mərhələsi) fəal hissəciklər, məsələn radikallar (cütləşməmiş- tək elektronları olan atom və ya atom qrupları) əmələ gəlir. Belə polimerləşməyə radikal polimerləşmə deyilir. Bu məqsədlə reaksiya mühitində asanlıqla radikallara parçalana bilən maddələrdən- inisiatorlardan məsələn benzoil peroksiddən (C6H5COO)2 istifadə olunur. (C6H5COO)2 İkinci mərhələdə (böyümə mərhələsi) radikallar ardıcıl olaraq çoxlu sayda monomer molekullarını birləşdirərək makromolekullara çevrilir. 
Üçüncü mərhələdə (qırılma mərhələsi) makro molekullar bir-birilə birləşərək və ya biri digərindən hidrogen atomu qopararaq polimerə çevrilir. 
Həyacanlanma mərhələsində fəal hissəcik kimi ionlarda alına bilər (ion polimerləşmə). Polimerləşməyə tərkibində ikiqat, üçqat rabitələri olan monomerlər daxil olur. Polimerləşmə reaksiyalarında ikiqat rabitəli karbonlardan birli olanı ikiliyə, ikili olanı üçlüyə, üçlü olanı isə dördlü karbona çevrilir. Polimerləşmə reaksiyası ilə alınan iri molekullu birləşmələr:
Bu polimerin sis izomeri divinil kauçuku, trans izomeri isə butadien kaucuku adlanır. 
Sis-forma trans-forma divinil kauçuku butadien kauçuku
Təbii kauçuk (təbii irimolekullu karbohidrogen) izopren kauçuku, poliizopren N(sp3)=12n; N(sp2)=6n N(Hib.orb)=18n. Mr=68n. İzopren kauçukunun sis forması təbii kaucukdur
xlorpren və ya xlorpren kauçuku, polixlorpren 2-metil-butadien-1,3 N(sp3)=8n; N(sp2)=6n N(Hib.orb)=14n. Mr=88,5n. Xlorpren kauçuku da sis-trans izomerlik əmələ gətirir: 
Stirol(vinil-benzol) Polistirol N(sp3)=8n;N(sp2)=18n N(Hib.orb) üm=26n. Mr=104n. 
Polivinil-xlorid. N(sp3)=8n; Mr=62,5n.
butadien-1,3 (divinil) stirol butadien-stirol kauçuku 1:1 mol nisbətində götürdükdə Mr=54n+104n=158n 2:1 mol nisbətində götürüldükdə Mr=2·54n+104n=212n 2:1 mol nisbətində götürdükdə Mr=54n+2·104n=262n. 
N(sp3)=8n; Mr=100n.
Polivinil-asetatın hidrolizindən poli-vinil spirti alınır. 
Polimerlərin əsas alinma üsullarından biri də polikondensləşmə reaksiyasıdır. Polimerləşmədən fərqli olaraq polikondensləşmə reaksiyaları zamanı polimerlə yanaşı kiçik molekullu birləşmələr (H2O, NH3, HCl və s) alınır. Buna görədə polimerin tərkibi götürülən monomerin tərkibindən fərqlənir. Polikondensləşməyə tərkibində iki və daha çox funksional qrup və ya mütəhərrik(fəal) hidrogen atomları olan monomerlər daxil olurlar. Funksional qruplar müxtəlif olduqda yalnız bir növ monomerlərdən də istifadə oluna bilər. Polikondensləşmə reaksiyası ilə alınan iri molekullu maddələr. 
-amin kapron kapron lifi turşusu və ya N(sp3)=24n; N(sp2)=3n 6-amin heksan N(Hib.orb) üm=27n. turşusu N(CH2) 5n; N(C)=6n. metilen
-amin enant turşusu Enant lifi 7-amin heptan turşusu N(sp3)=28n; N(sp2)=3n N(Hib.orb) üm=31n. N(CH2) 6n; N(c)=7n. metilen
N(CH2) =10n; N(C)üm=12n; N(N)=2n azot
N(sp2) = 24n; N(sp3)=8n; N(Hib.orb) üm = 32n. N(CH2) = 2n; N(C)üm =10n; N(O) = 4n metilen
Sellüloza və nişasta təbii irimolekullu birləşmə polimerdir  nişasta N(H) = 10n; N(O) = 5n
N(OH)üm = 3n N(C)=5n (asimmetrik karbon) asimmetrik Mr =162n
N(OH)üm=3n N(C)=5n (asimmetrik karbon) Mr=162n
sellüloza Alınan maddəni karbondisulfidlə işlədikdən sonra alınmış məhsul filyerdən nazik sap şəklində duru sulfat turşusu məhlulundan keçirilir. Bu zaman ksantogenat ilkin sellülozaya qədər hidroliz olunur. Alınan selliloza saplarından viskoz ipəyi istehsal olunur. Viskozu filyerdən yox, dar uzun yarıqdan keçirdikdə selofon alınır. Selluloza nitrat turşusu ilə reaksiyasına nitrolaşma reaksiyası, əmələ gələn məhsula sellülozanın mono, di və tri nitratı kimi baxmaq lazımdır. Sellülozanın nitratlaşması zamanı mürəkkəb efir əmələ gəlir.
Mononitrosellüloza 
Dinitrosellüloza 
Trinitrosellüloza Trinitrosellülozadan (piroksilindən) partlayıcı kimi və tüstüsüz barıtın istehsalında istifadə olunur. Bundan ötrü trinitro sellülozanı etil asetatda və ya asetonda həll edirlər. Həlledicilər buxarlandıqdan sonra kompakt kütləni xırdalayır və tüstüsüz barıt alırlar. Dinitrosellüloza(kalloksilin) kallodiumun alınmasında tədbiq olunur. Bu məqsədlə onu spirt və efir qarışığında həlledirlər. Həlledicilər buxarlandıqdan sonra sıx plyonka-kallodium əmələ gəlirki, bu da tibbdə tətbiq olunur. Dinitrosellülozanı kamfora ilə əritmək yolu ilə sellüloidi alırlar. Sellülozanın sirkə turşusu və ya sirkə anhidridi ilə reaksiyası zamanında şəraitindən aslı olaraq mono-, di- və triasetilsellüloza alınır
Monoasetilsellüloza 
Diasetilsellüloza 
Triasetilsellüloza Triasetilsellülozadan asetat ipəyi alınır. Triasetilsellülozadan həmdə yanmayan plyonkanın və ultrabənövşəyi şüaları keçirən üzvi şüşənin istehsalında istifadə olunur. Kicik molekullu birləşmələrdə bütün molekullar eyni kütləyə malik olduqlarından bu maddələrin nisbi molekul kütlələri (və ya molyar kütlələri) sabit bir qiymətə malikdir. Polimerdə isə ayrı-ayrı makromolekullar müxtəlif polimerləşmə dərəcəsinə, yəni müxtəlif nisbi molekul kütləsinə malik olurlar. Buna görədə polimerlərdə orta nisbi molekul kütləsi anlayışından istifadə olunur. Məsələn əgər polimerin orta nisbi molekul kütləsi 100000-ə bərabərdisə həmin polimerdə orta nisbi molekul 100000-dən böyük və ya kiçik olan makromolekullarda var. Polimerin təsnifatı Polimerləri müxtəlif əlamətlərə görə təsnif edirlər. Mənşəyinə görə polimerin təsnifatı:
Makro molekulunun həndəsi formasına görə polimerlər xətti, şaxəli və torşəkilli (üç ölçülü və ya fəza quruluşlu) olur: 
Xətti polimerlərdə monomer qalıqları ardıcıl olaraq müəyyən bir istiqamətdə bir-birilə birləşirlər. Belə polimerlərə sellüloza, nişastanın tərkib hissəsi olan amiloza, aşağı təzyiqli polietilen, lavsan, fenol formaldehid qətranı və s. Misal göstərmək olar. Xətti polimerlərdə makromolekullar bir-birinə nəzərən sıx yerləşirlər, buna görədə onlar nisbətən böyük sıxlığa, möhkəmliyə, ərimə temperaturuna malik olur, Şaxəli polimerlərdə əsas zəncirə kiçik ölçülü şaxələr birləşir. Məsələn yüksək təzyiqli polietilen, nişastanın tərkibinə daxil olan amilopektin və s. Buradan aydın olurki nişasta həm də şaxəli (amilopektin) olur. Şaxəli polimerlərdə makromolekullar sıx yerləşə bilmədiklərindən onların sıxlığı, möhkəmliyi, ərimə temperaturu müvafiq xətti polimerə nisbətən aşağı olur. Xətti və şaxəli polimerlər lif və ortük əmələ gətirillər, əriyir və üzvi həlledicidə həll olurlar. Tor şəkilli polimerlərdə makromolekullar bir-birilə kimyəvi rabitələr vasitəsilə birləşirlər. Fenolun formaldehidlə polikondesləşməsindən əvvəlcə xətti polimer alınır. Onu qızdırdıqda torşəkilli polimerə, bakeritə çevrilir. Rezin də torşəkilli polimerdir. Torşəkilli polimerlər ərimir və həll olmurlar. Polimerlərin əsas zəncirini əmələ gətirən atomun növünə görə təsnifatı. Makromolekulun əsas zənciri karbon və azotdan ibarət olan hetrozəncirli polimerlərə kapron, enant liflərini, naylonu, zülalları və s. misal göstərmək olar. Monomerin növünə görə polimerlər iki çür olur. Makromolekulu bir növ monomerdən əmələ gələn polimerlərə homopolimerlər deyilir. Makromolekulu iki və çox müxtəlif monomerdən əmələ gələn polimerə isə birgə polimerlər (sopolimerlər) deyilir. Məsələn butadien stirol kauçuku, etilen-propilen birgə polimeri. 
Etilen-propilen birgə polimeri Lavsan lifi, zülallar və s. –də bu tip polimerlərə aiddir. Makro molekulundakı quruluş vahidlərinin birləşmə ardıcıllığı eyni olan polimerlər müntəzəm, müxtəlif olanlar isə qeyri-müntəzəm quruluşlu polimerlər adlanır. Müntəzəm quruluşlu polivinilxlorid
Fəza izomerliyinin digər növü Müntəzəm fəza quruluşlu polimerlər, qeyri-mentəzəm fəza quruluşlu polimerlərə nisbətən daha yüksək ərimə temperaturuna, möhkəmliyə malik olurlar.
Polimerlər müxtəlif molekul kütləli makro molekullarından ibarət olduğundan onlar sabit bir temperaturda deyil, müəyyən bir temperaturintervalında əriyirlər.Xətti və şəxsi polimerlər müəyyən həlledicilərdə çətində olsa həllolurlar. Üçölçülü polimerlərdə makromolekullar bir-birilə kimyəvi rabitələrə birləşdiyindən (“tikildiyindən”) onları həlledici malekulları ayıra bilmir və belə polimerlər həll olmur, onlar həlledicinin müəyyən miqdarını udaraq şişirlər. Makromolekullar bir birinə görə nizamlı yerləşdikdə kristal, nizamsız yerəşdikdə isə amorf polimerlər əmələ gəlir. Eyni bir makromolekul həm kristal həmdə amorf fazanın yaranmasında iştirak edə bilər. Kristal polimerlər amorf polimerlərə nisbətən yüksək ərimə temperaturuna, möhkəmliyə malik olur. Polimerlərin kristallaşma dərəcəsini artdırmaq üçün onları dartaraq makromolekulların yerləşməsini daha nizamlı salırlar. Kristal polimerlər nizamlı quruluşlu polimerlərdən alınır. Bəzi polimerlər (kauçuk, reizn) çox böyük (bir neçə yüz faiz) dönən deformasiyaya, yüksək elastik deformasiyaya uğrayırlar, digərləri (bəzi plastik kütlələr) böyük mexaniki möhkəmliyə malik olurlar. Bütün polimerlərin hətta duru məhlulları belə böyük özlüyə malik olurlar. Plastik kütlələr. Qızdırdıqda formasını dəyişib, soyutduqda aldığı formasını saxlayan polimerlərə plastik kütlələr deyilir. Plastik kütlələr termoplastik və termoaktiv olur. Termoplastik polimerlər əsasən xətti quruluşlu polimerlərdən alınır. Qızdırılma zamanı həmin polimerlər kimyəvi çevrilməyə uğramır və ixtiyari formanı alıb soyutduqda həmin formasını saxlayırlar. Buna görədə həmin materialları emal etməklə yenidən istənilən formalı materiallar almaq olur. Əsas termoplastik polimerlər: polietilen, polipropilen, polistirol, polivinilxlorid, polimetilmetakrilatdır. Termoaktiv polimerlər: fenol-formaldehid qətranı, epoksid (Polietilen oksid) və s. qətranları, teflon. Termoaktiv plastik kütlələr qızdırıldıqda əvvəlcə yumşalır, lakin tədricən onlar plastikliyini itirərək əriməyən və həll olmayan polimerlərə çevrilir. Bu həmin polimerlərdə qızdırdıqda xətti polimerıərin makromolekullarının bir-biri ilə kimyəvi rabitə nəticəsində birləşərək üçölçülü fəza quruluşu ilə əlaqədardır. Məsələn fenol formaldehid qətranını qızdırdıqda bakeritə çevrilir.
Adətən plastik kütlə hazırlayarkən polimerlərə başqa maddələrdə (polimerləri əlaqələndiricilər) əlavə edilir. Bunlara, materialın mekaniki möhkəmliyini artırıb, maya dəyərini azaldan doldurucular (şüşə, lif parça, ağac kəpəyi və s.), elastikliyi artırıb kövrəkliyi azaldan plastikatorlar (yüksək qaynama temperaturuna malik mürəkkəb efirlər), polimerlərin xassələrini uzun müddət saxlamasını təmin edən stabilizatorlar (fenollar, aromatik aminlər və s.), boya maddələri (piqmentlər) aiddir. Kauçuklar. Yüsək elastikliyə malik olan polimerlər kauçuklar adlanır. Kauçuklar əsasən dien karbohidrogenləri və onların törəmələrindən alınır. Kauçuklara təbii kauçuk (poliizopren, izopren kaçuku), polibutadien, divinil kauçuku, xlorpren kauçuku, butadienstirol kauçuku və s. aiddir. Yüksək elastikliklə yanaşı təbii kauçuk su və qaz keçirtmir. Bu kauçukun çatışmayan cəhəti yüksək temperaturda yumşalıb, soyutduqda isə kövrəkləşib elastikliyini itirməsidir. Bunu aradan qaldırmaq üçün təbii kauçuku kükürtlə birlikdə qızdırırlar. Bu zaman kauçukdakı ikiqat rabitələrin açılması və xətti makromolekulların bir-birilə kükürd vastəsilə “tikilməsi” baş verir. Bu prosesə vulkanlaşma deyilir. Vulkanlaşma reaksiyasının məhsulu rezindir. Kauçuk + nS  Rezin (vulkanlaşma reaksiyası)
Rezində kükürdün kütlə payı 2-3% olur. Üçölçülü polimer olan rezinin möhkəmliyi kauçukdan yüksəkdir və o, üzvi həlledicilərdə həll olmur. Kükürdü çox (~32%) götürdükdə alınan polimerə ebonit deyilir. Rezindən fərqli olaraq ebonit elastikliyə malik olmayan bərk materiyaldır. Sənayenin sürətli inkişafını təbii kauçukla təmin etmək mümkün olmadığından sintetik üsulla kauçukların alınması zərurəti meydana çıxdı. İlk dəfə 1932-ci ildə S.V.Lebedev sənaye üsulu ilə butadien-1,3-dən Na katalizatorunun iştirakı ilə butadien kauçukunu aldı. Bu üsulla alınan kauçuk nizamsız quruluşa malikdir. Onun makromolekullarında sis-və trans- qruluşlu manqaları xaotik surətdə yerləşirlər. Metal üzvi katalizatorlardan istifadə etdikdə isə butadien-1,3 əsasən sis izomerdən ibarət müntəzəm fəza quruluşlu divinil kauçuku alınır. Müntəzəm fəza (steromüntəzəm) quruluşlu kauçuklar qeyri-müntəzəm quruluşlu kauçuklardan daha böyük elastikliyə malik olur. Sintetik kauçuklar digər dien karbohidrogenlərdən də alınır. Sintetik kauçuklar birgə polimerləşmə yolu ilə də (məsələn butadien-stirol kauçuku) alınır. 
Sintetik kauçuklar da kükürdlə vulkanlaşdırıb rezin alırlar. Hal-hazırda sintetik kauçukların istehsalı təbii kauçukdan qat-qat çoxdur. Kauçuk və rezinlər avtomobil, ayaqqabı və s. hazırlanmasında istifadə olunur. Liflər. Təbii və sintetik polimerlərin mühüm tətbiq sahələrindən biri də liflərin istehsalıdır. Liflərdən əsasən toxuculuq sənayesində istifadə olunur. 
Sintetik liflər ayrıca, ya da təbii və süni liflərlə birlikdə müxtəlif parçaların alınmasında geniş istifadə olunur. Sintetik liflərdən həm də kanatlar, süzgəclər, maşın və təyyarə detalları və s. hazırlanır. Sintetik polimerdən alınan liflərə sintetik liflər deyilir.  
İstifadə edilmiş ədəbiyyat: 1. V.M. Abbasov, A.M. Məhərrəmov, M.M. Abbasov və b. 10-cu siniflər üçün kimya dərsliyi. Bakı, “Aspoliqraf”, 2009, 127 səh. 2. V.M. Abbasov, A.M. Məhərrəmov, M.M. Abbasov və b. 11-ci siniflər üçün kimya dərsliyi. Bakı, “Aspoliqraf”, 2009, 159 səh. 3. M.M. Abbasov. Abituriyentlər üçün kimyadan vəsait. II hissə. TQDK, “Abituriyent”, Bakı, 2010, 457 səh. Что должны разъяснить учителя в процессе преподавания темы «Высокомолекулярные соединения» (полимеры) М.М.Аббасов Доктор педагогических наук АННОТАЦИЯ Данная статья подготовлена с целью обобщения методики преподавания темы о высокомолекулярных соединениях, полученных путем полимеризации и поликонденсации, в курсе средней школы. What have teachers to explain in teaching of the theme of high-molecular compounds (polymers) M.M. Abbasov Doctor of pedagogical sciences SUMMARY This article is prepared on the purpose of generalizing of the teaching methodology of the theme of high-molecular compounds obtaining by polymerization and polycondensation in the secondary school course. Açar sözlər: polimerlər, polimerləşmə, polikondensləşmə, ebonit, qətran, stereomüntəzəm, müntəzəm. Ключевые слова: полимеры, полимеризация, эбонит, смола, стереорегулярный, регулярный. Key words: polymerization, polymers, polycondensation, ebonite, gum, stereo control, regularly. 
Yüklə 86,15 Kb. Dostları ilə paylaş:
|
2C6H5COO
C6H
+ CO2
sellüloza: nişasta N(H)=10n; N(O)=5n
[(C6H7O2)(OH)2ONa]n + NH2O
tipli polimerlərdə R əvəzləyicisinin fəzada yerləşməsi ilə əlaqədar olaraq yaranır. Əgər R əvəzləyicisi makro molekulun əsa zəncirinin yerləşdiyi müstəvinin bir tərəfindədirsə onlara izotaktik polimerlər, bu əvəzedici ardıcıl olaraq həmin müstəvinin alt və üst tərəfində yerləşirsə sindiotaktik polimerlər, əvəzedici qruplar bu müstəvinin alt və üst tərəfində təsadüfi (xaotik) yerləşmişsə ataktik polimerlər adlanır. İzotaktik və sindiotaktik polimerlərdə müntəzəm fəza quruluşlu (stereomüntəzəm), ataktik polimerlərə isə qeyri müntəzəm fəza qruluşlu polimerlər deyilir. 
