İRİmolekullu biRLƏŞMƏLƏR (polimerləR) movzusunun təDRİSİNDƏ MÜƏLLİMLƏr nəLƏRİ İzah etməLİDİR
Yüklə 65,9 Kb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Polimerlərin alınması üsulları.
- Polimerlərin təsnifatı.
- Polimerlərin əsas zənciri əmələ gətirən atomların növünə görə təsnifatı.
- Polimerlərin xassələri.
- Plastik kütlələr.
- İstifadə edilmiş ədəbiyyat
- Что должны объяснять преподаватели в процессе обучения темы крупномолекулярных соединений (полимеров) М.М. Аббасов АННОТАЦИЯ
- What should teachers explain the learning process threads macromolecular compounds (polymers) M.M. Abbasov SUMMARY
- Açar sözlər
|
İRİMOLEKULLU BİRLƏŞMƏLƏR (POLİMERLƏR) MOVZUSUNUN TƏDRİSİNDƏ MÜƏLLİMLƏR NƏLƏRİ İZAH ETMƏLİDİR M.M. Abbasov Nisbi molekul kütləsinin qiymətinə görə maddələr üç yerə bölünür: nisbi molekul kütləsi 500-ə qədər olan maddələrə kiçik molekullu birləşmələr, 500 ilə 5000 arasında olanlara oliqomerlər, 5000-dən böyük olanlara isə irimolekullu birləşmələr və ya polimerlər deyilir (yunanca “oliqo”-bir neçə, “poli”-çox, “meros”-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, alkadienlər, stirol), iki və daha çox funksional qrupları (aminturşular) və mütəhərrik atomları olan, habelə heterotsiklik quruluşa malik maddələr monomer ola bilər. Polimerdə çoxlu sayda təkrarlanan atomlar qrupu elementar manqa, monomer qalığı və ya polimerin quruluş vahidi adlanır. Polimerdəki 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 polikondensləşmə 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 üç mərhələdə gedir. Birinci mərhələdə (həyəcanlanma mərhələsi) fəal hissəciklər, məsələn radikallar (cütləşmiş-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 C6H5COO• İkinci mərhələdə (böyümə mərhələsi) radikallar ardıcıl olaraq çoxlu sayda monomer 
Üçüncü mərhələdə qırılma mərhələsi makromolekullar bir-biri ilə birləşərək və ya biri digərindən hidrogen atomu qopararaq polimerə çevrilir. 
Həyəcanlanma mərhələsində fəal hissəcik kimi ionlarda alına bilər (ion polimerləşmə). Polimerləşməyə tərkibində ikiqat, üçqat rabitələri olan və ya həlqəvi quruluşa malik 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 irimolekullu birləşmələr.
Bu polimerlərin sis- izomeri divinil kauçuku, trans- izomeri isə butadien kauçuku adlanır. 
N(sp3) = 12n, N(sp2) = 6n N(Hib∙orb)üm = 18n Mr = 68n
N(sp3) = 8n, N(sp2) = 6n N(Hib∙orb)üm = 14n Mr = 88,5n Xlorpren kauçuku da sis-trans izomerlik əmələ gətirir.
N(sp3) = 8n, N(sp2) = 18n N(Hib∙orb)üm = 26n Mr = 104n 
N(sp3) = 8n Mr = 62,5n
Mr=54n+104n=158n. 1:2 mol nisbətində götürüldükdə Mr=54n+2·104n=262n. 2:1 mol nisbətində götürüldükdə Mr=2·54n+104n=212n. 
N(sp3) = 8n Mr = 100n
Polikondensləşmə reaksiyası ilə alınan irimolekullu maddələr. 
Sellüloza və nişasta təbii irimolekullu birləşmə, polimerdir. 
Nişasta: N(H) = 10n; N(O) = 5n; N(C) = 6n. N(atom)üm. = 21n N(OH)üm. = 3n Mr = 162n N(C*) = 5n 
Sellüloza: N(H) = 10n; N(O) = 5n; N(C) = 6n. N(atom)üm. = 21n N(OH)üm. = 3n Mr = 162n N(C*) = 5n Sellülozadan süni viskoz ipəyi də istehsal olunur. Bu məqsədlə onu qatı qələvi məhlulunun təsiri ilə alkoqolyatlara çevirirlər. 
sellüloza Alınan maddəni karbondisulfidlə (CS2) işlədikdən sonra alınmış məhsul filyerdən nazik sap şəklində duru sulfat turşusu məhlulundan keçirilir. Bu zaman ksantosenat ilkin sellülozaya qədər hidroliz olunur. Alınan sellüloza saplarından viskoz ipəyi istehsal olunur. Viskozu filyerdən yox, dar uzun yarıqdan keçirdikdə selofan alınır. Sellülozanın nitrat turşusu ilə reaksiyasına nitrolaşma yox, nitratlaşma reaksiyası, əmələ gələn məhsula sellülozanın mono, di və trinitratı kimi baxmaq lazımdır. Sellülozanın nitratlaşması zamanı mürəkkəb efir əmələ gəlir. 
Trinitrosellülozadan (piroksilindən) partlayıcı maddə kimi və tüstüsüz barıtın istehsalında istifadə olunur. Bundan ötrü trinitrosellülozanı etilasetatda və ya asetonda həll edirlər. Həlledicilər buxarlandıqdan sonra kompakt kütləni xırdalayır və tüstüsüz barıt alırlar. Dinitrosellüloza (kalloksilin) kallodiumun alınmasında tətbiq olunur. Bu məqsədlə onu spirt və efir qarışığında həll edirlər. Həlledicilər buxarlandıqdan sonra sıx plyonka-kallodium əmələ gəlir ki, bu da tibbdə tətbiq olunur. Dinitrosellüloza həm də sellüloid plastik kütləsinin istehsalına sərf olunur. Dinitrosellülozanı kamfora ilə əritmək yolu ilə sellüloidi alırlar. Sellülozanın sirkə turşusu və ya sirkə anhidridi ilə reaksiyası zamanı da mürəkkəb efirlər əmələ gəlir. Reaksiya şəraitindən asılı olaraq mono-, di- və triasevilsellüloza alınır. 
Triasetilsellülozadan asetat ipəyi alınır. Triasetilsellülozadan həm də yanmayan plyonkanın və ultrabənövşəyi şüaları keçirən üzvi şüşənin istehsalında istifadə olunur. Kiçik molekullu birləşmələrdə bütün molekullar eyni kütləyə malik olduqlarından bu maddələrin nisbi molekul kütlələri (və ya molyar kütlələri) sabit bir qiymətə malikdir. Polimerlərdə isə ayrı-ayrı makromolekullar müxtəlif polimerləşmə dərəcəsinə, yəni müxtəlif nisbi molekul kütləsinə malik olurlar. Buna görə də polimerlərdə orta nisbi molekul kütləsi anlayışından istifadə olunur. Məsələn, əgər polimerin orta nisbi molekul kütləsi 100000-ə bərabərdirsə, həmin polimerdə orta nisbi molekul kütləsi 100000-dən böyük və kiçik olan makromolekullar da var. Polimerlərin təsnifatı. Polimerləri müxtəlif əlamətlərə görə təsnif edirlər. Mənşəyinə görə polimerlərin təsnifatı:
Makromolekulun həndəsi formasına görə polimerlər xətti, şaxəli və tor şəkilli (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, fenolformaldehid qətranı və s. misal göstərmək olar. Xətti polimerlərdə makromolekullar bir-birinə nəzərən sıx yerləşirlər, buna görə də onlar nisbətən böyük sıxlığa, möhkəmliyə və 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 olur ki, nişasta həm xətti (amiloza), həm də şaxəli (amilopektin) olur, sellüloza isə yalnız xətti quruluşlu olur. Şaxəli polimerlərdə makromolekullar sıx yerləşə bilmədiklərindən onların sıxlığı, möhkəmliyi, ərimə temperaturu müvafiq xətti polimerlərə nisbətən aşağı olur. Xətti və şaxəli polimerlər lif və örtük əmələ gətirirlər,əriyir və üzvi həlledicilərdə həll olurlar. Torşəkilli polimerlərdə makromolekullar bir-birilə kimyəvi rabitələr vasitəsilə birləşirlər. Fenolun formaldehidlə polikondensləşməsindən əvvəlcə xətti polimer alınır. Onu qızdırdıqda torşəkilli polimerə,bakeritə çevrilir. Rezin də torşəkilli polimerdir. Torşəkilli polimerlər ərimir və həll olmurlar. Polimerlərin əsas zənciri əmələ gətirən atomların növünə görə təsnifatı. Makromolekulun əsas zənciri yalnız karbon atomlarından təşkil olunmuşsa, belə polimerlərə karbonzəncirli polimerlər deyilir. Məsələn, polietilen, polipropilen, polibutadien, divinil kauçuku, izopren kauçuku, polistirol, butadien-stirol kauçuku, polivinil xlorid, xlorpren kauçuku, teflon, poliakrilat, polimetakrilat, polimetil-metakrilat, polivinil asetat, polivinil spirti, fenolformaldehid qətranı, poliakrilonitrit və s. Makromolekulun əsas zənciri müxtəlif atomlardan təşkil olunmuşsa, belə polimerlərə heterozəncirli polimerlər deyilir. Əsas zənciri karbon və oksigendən ibarət olan polimerlərə nişasta, sellüloza, poliformaldehid, lavsan lifi, viskoz ipəyi, asetat ipəyi və s. misal göstərmək olar. Makromolekulun əsas zənciri müxtəlif atomlardan təşkil olunmuşsa, belə polimerlərə heterozəncirli polimerlər deyilir. Əsas zənciri karbon və oksigendən ibarət olan polimerlərə nişasta, sellüloza, poliformaldehid, lavsan lifi, viskoz ipəyi, asetat ipəyi və s. misal göstərmək olar. Makromolekulun əsas zənciri karbon və azotdan ibarət olan heterozəncirli polimerlərə kapron, enant liflərini, naylonu, zülalları və.s misal göstərmək olar. Monomerin növünə görə polimerlər iki cür olur. Makromolekulu bir növ monomerdən əmələ gələn polimerlərə homopolimerlər deyilir. Makromolekulu iki və daha çox müxtəlif monomerdən əmələ gələn polimerlərə isə birgə polimerlər (sopolimerlər) deyilir. Məsələn, butadien-stirol kauçuku, etilen-propilen birgə polimeri,
Lavsan lifi, zülallar və s-də bu tip polimerlərə aiddir. Makromolekuldakı quruluş vahidlərinin birləşmə ardıcıllığı eyni olan polimerlər müntəzəm, müxtəlif olanlar isə qeyri-müntəzəm quruluşlu polimerlər adlanır. Müntəzəm quruluşlu polivinilxlorid: 
Qeyri-müntəzəm quruluşlu polivinilxlorid: 
Quruluş izomerliyi ilə yanaşı polimerlərdə fəza izomerliyi də var. Fəza izomerliyi həndəsi və optiki izomerlik hesabına yaranır. Tərkibində (əsas zəncirində) ikiqat rabitə olan polimerlərdə sis- və ya trans- izomerlik (həndəsi izomerlik) olur. Kauçukların hamısı (butadien kauçuku, divinil kauçuku, izopren kauçuku, xlorpren kauçuku, butadien-stirol kauçuku) sis-trans izomerlik əmələ gətirir. 
Makromolekul yalnız sis və ya trans izomerliyə malik quruluş vahidlərindən ibarətdirsə, belə polimerlərə fəza müntəzəm, eyni bir makromolekulda həm sis, həm də trans halda olan quruluş vahidləri varsa, onlara qeyri-müntəzəm fəza quruluşlu polimerlər deyilir. Fəza izomerliyinin digər növü 
Polimerlərin xassələri. Polimerlər bərk və maye aqreqat halında olur. Kiçik molekullu birləşmələrdən fərqli olaraq onlar qaz halında olmurlar. Buna səbəb böyük molyar kütləyə malik makromolekullar arasında çoxlu sayda qarşılıqlı cazibə qüvvələrinin olmasıdır. Makromolekulları bir-birindən ayırmaq üçün polimeri çox yüksək temperatura qədər qızdırmaq tələb olunur. Bu temperatura davam gətirməyən polimer qaynama temperaturuna çatmamış parçalanır, yəni dekstruksiyaya uğrayır. Polimerlər müxtəlif molekul kütləli makromolekullardan ibarət olduğundan onlar sabit bir temperaturda deyil, müəyyən temperatur intervalında əriyirlər. Xətti və şaxəli polimerlər müəyyən həlledicilərdə çətin də olsa həll olurlar. Üçölçülü polimerlərdə makromolekullar bir-birilə kimyəvi rabitələrlə birləşdiyindən (“tikildiyindən”) onları həlledici molekullara ayıra bilmir və belə polimerlər həll olmur, onlar həlledicinin müəyyən miqdarını udaraq şişirlər. Makromolekullar bir-birinə görə nizamlı yerləşdikdə kristal, nizamsız yerləşdikdə isə amorf polimerlər əmələ gəlir. Eyni bir makromolekul həm kristal, həm də amorf fazanın yaranmasında iştirak edə bilər. Kristal polimerlər amorf polimerlərə nisbətən yeksək ərimə temperaturuna, möhkəmliyə malik olur. Polimerin kristallaşma dərəcəsini artırmaq üçün onları dartaraq makromolekulların yerləşməsini daha nizamlı hala salırlar. Kristal polimerlər nizamlı quruluşlu polimerlərdən alınır. Bəzi polimerlər (kauçuk, rezinlər) çox böyük (bir neçə yüz faiz) dönən deformasiyaya, yüksək elastiki deformasiyaya uğrayırlar, digərləri (bəzi plastik kütlələr) böyük mexaniki möhkəmliyə malik olurlar. Bütün polimerlərin hətta duru məhlulları belə böyük özülülüyə malik olur.
Əsas termoplastik polimerlər: polietilen, polipropilen, polistirol, polivinilxlorid, polimetilmetakrilatdır. Termoreaktiv polimerlər: fenolformaldehid qətranı epoksid (polietilenoksid) və s. qətranları, teflon. Termoreaktiv plastik kütlələr qızdırdıqda əvvəlcə yumşalır, lakin tədricən onlar plastikliyini itirərək əriməyən və həll olmayan polimerlərə çevrilir. Bu həmin polimerlərdə qızdırdıqda xətti polimerlərin makromolekullarının bir-birilə kimyəvi rabitə nəticəsində birləşərək üçölçülü (fəza quruluşlu) polimerlərə keçməsi (“tikilməsi”) ilə əlaqədardır. Məsələn fenol formaldehid qətranını qızdırdıqda bakeritə çevrilir.
Termoreaktiv polimerlər təkrar emal olunmur. Termoplastik polimerlərdə isə belə xassə yoxdur. Adətən plastik kütlə hazırlayarkən polimerlərə başqa maddələrdə (polimerləri əlaqələndiricilər) əlavə edilir. Bunlara materialın mexaniki möhkəmliyini artırıb, maya dəyərini azaldan doldurucular (şüşə, lif, parça, ağac kəpəyi və s.), elastikliyi artırıb, kövrəkliyi azaldan plastifikatorlar (yüksək qaynama temperaturuna malik mürəkkəb efirlər), polimerin xassələrini uzun müddət saxlamasını təmin edən stabilizatorlar (fenollar, aromatik aminlər və s.), boya maddələri (piqmentlər) aiddir.
Müntəzəm fəza (stereomüntəzəm) quruluşlu kauçuklar qeyri-müntəzəm quruluşlu kauçuklardan daha möhkəm elastikliyə malik olur. Sintetik kauçuklar digər dien karbohidrogenlərdən də alınır. Sintetik kauçuklar birgə polimerləşmə yolu ilə də (məsələn butadien-stirol kauçuku) alınır. 
Sintetik kauçukları da kükürdlə vulkanlaşdırıb rezin alırlar. Hal-hazırda sintetik kauçukların istehsalı təbii kauçukdan qat-qat çoxdur. Kauçuk və rezinlər avtomobil və təyyarələrin şinlərinin, kabel, 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 polimerlərdən alınan liflərə sintetik liflər deyilir.
2. V.M.Abbasov, M.M.Abbasov, Kimya XI sinif, Bakı, 2005 3. M.M.Abbasov. Kimya , II hissə. Abituriyent, Bakı, 2009 Что должны объяснять преподаватели в процессе обучения темы крупномолекулярных соединений (полимеров) М.М. Аббасов АННОТАЦИЯ Последовательно проанализированы «системный подход» и «системные науки» в формировании знаний в изучении крупномолекулярных соединений (полимеров). What should teachers explain the learning process threads macromolecular compounds (polymers) M.M. Abbasov SUMMARY Consistently analyzed "systems approach" and "system of science" in the formation of knowledge in the study of macromolecular compounds (polymers). Açar sözlər: polimer, polimerləşmə dərəcəsi, müntəzəm, stereo-müntəzəm quruluş, plastik kütlələr, liflər. Ключевые слова: полимер, степень полимеризации, регулярно, стерео-регулярная структура, пластиковые массы, волокна. Key words: polymer, the degree of polymerization, regular, stereo-regular structure, plastic mass, fiber. 
Yüklə 65,9 Kb. Dostları ilə paylaş:
|
2C6H5COO•
C6H5+CO2
molekullarını birləşdirərək makromolekullara çevrilir.
tipli polimerlərdə R əvəzedicisinin fəzada yerləşməsi ilə əlaqədar olaraq yaranır. Əgər R əvəzedicisi makromolekulun əsas 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 polimerlərə də müntəzəm fəza quruluşlu (stereomüntəzəm), ataktik polimerlərə isə qeyri-müntəzəm fəza quruluşlu polimerlər deyilir. Müntəzəm fəza quruluşlu polimerlər, qeyri-müntəzəm fəza quruluşlu polimerlərə nisbətən daha yüksək ərimə temperaturuna, möhkəmliyə malik olurlar.
