Trả lời nhanh
Phương trình: nCH3COOCH=CH2 → (–CH(OCOCH3)–CH2–)n, điều kiện: nhiệt độ, áp suất, chất khơi mào (xúc tác) như peroxit. Sản phẩm là poli(vinyl axetat), viết tắt PVAc. Phản ứng xảy ra nhờ liên kết đôi C=C trong gốc vinyl của monome, nên đây là phản ứng trùng hợp, không phải trùng ngưng.
Phương trình hóa học trùng hợp vinyl axetat
Vinyl axetat là este của axit axetic với ancol vinylic (dạng không bền), công thức CH3COOCH=CH2 (C4H6O2, M = 86).
nCH2=CH–OCOCH3 → (–CH2–CH(OCOCH3)–)n
Điều kiện: t°, p, xt (thường dùng chất khơi mào gốc tự do như peroxit hoặc hợp chất azo). Sản phẩm là chất rắn, dẻo, trong suốt, không tan trong nước.
| Thành phần | Nội dung |
|---|---|
| Monome | CH3COOCH=CH2 (vinyl axetat), M = 86 |
| Mắt xích | –CH2–CH(OCOCH3)–, M = 86 |
| Polime | Poli(vinyl axetat), PVAc |
| Hệ số polime hóa n | n = Mpolime : 86 |
Vì sao vinyl axetat tham gia phản ứng trùng hợp?
Điều kiện để một chất trùng hợp được là phân tử có liên kết bội (C=C) hoặc vòng kém bền. Vinyl axetat có nhóm CH2=CH– nên liên kết π bị mở ra, các phân tử nối với nhau thành mạch dài.
- Trước phản ứng: mỗi phân tử có 1 liên kết đôi C=C.
- Sau phản ứng: mạch chính chỉ gồm liên kết đơn C–C, nhóm –OCOCH3 treo bên ngoài làm nhánh.
- Khối lượng polime = tổng khối lượng monome tham gia, vì không tách ra phân tử nhỏ nào.
Mẹo nhớ: viết monome dạng CH2=CH–X, mắt xích sẽ là –CH2–CH(X)–. Ở đây X = OCOCH3. Học sinh hay viết nhầm nhóm thế vào đầu mạch hoặc đặt nó trong mạch chính, đó là lỗi cần tránh.
Cách gọi tên và phân loại
- Tên theo monome: poli(vinyl axetat), viết tắt PVAc.
- Phân loại theo phương pháp tổng hợp: polime trùng hợp.
- Phân loại theo ứng dụng: chất dẻo ở dạng khối, chủ yếu dùng làm keo dán (keo sữa), chất kết dính trong sơn nhũ tương.
Phản ứng liên quan hay gặp cùng bài này
1. Điều chế vinyl axetat từ axetilen:
CH≡CH + CH3COOH → CH3COOCH=CH2 (xúc tác muối kẽm axetat, t°)
2. Thủy phân PVAc trong kiềm tạo poli(vinyl ancol) (PVA):
(–CH2–CH(OCOCH3)–)n + nNaOH → (–CH2–CH(OH)–)n + nCH3COONa (t°)
Đây là cách điều chế PVA, vì ancol vinylic không tồn tại tự do nên không thể trùng hợp trực tiếp.
3. Thủy phân monome trong kiềm (khác phản ứng ở mục 2):
CH3COOCH=CH2 + NaOH → CH3COONa + CH3CHO (t°)
Sản phẩm là anđehit vì ancol vinylic sinh ra bị chuyển hóa ngay thành axetanđehit. Đây là điểm hay có trong câu hỏi nhận biết este.
Những lỗi sai thường gặp
- Viết phương trình thiếu chỉ số n hoặc thiếu dấu ngoặc của mắt xích.
- Nhầm với phản ứng thủy phân: trùng hợp không cần nước hay kiềm, thủy phân thì cần.
- Cho rằng PVAc tạo ra PVA bằng cách trùng hợp ancol vinylic. Thực tế phải thủy phân PVAc.
- Tính sai số mắt xích: M mắt xích của PVAc bằng M monome = 86, còn PVA là 44.
Bài tập vận dụng có đáp án
Bài 1. Một mẫu PVAc có phân tử khối 43 000. Tính hệ số polime hóa n.
Giải: n = 43 000 : 86 = 500.
Bài 2. Cần bao nhiêu gam vinyl axetat để điều chế 430 gam PVAc, biết hiệu suất trùng hợp 80%?
Giải: Theo lý thuyết cần 430 gam monome (bảo toàn khối lượng). Do H = 80% nên khối lượng thực tế = 430 : 0,8 = 537,5 gam.
Bài 3. Thủy phân hoàn toàn 8,6 gam PVAc bằng dung dịch NaOH dư, đun nóng. Tính khối lượng PVA và CH3COONa thu được.
Giải: n mắt xích = 8,6 : 86 = 0,1 mol. Mỗi mắt xích cho 1 mắt xích PVA (M = 44) và 1 CH3COONa (M = 82). Khối lượng PVA = 0,1 × 44 = 4,4 gam; khối lượng CH3COONa = 0,1 × 82 = 8,2 gam.
Câu hỏi thường gặp
Trùng hợp vinyl axetat tạo ra polime gì?
Tạo poli(vinyl axetat), viết tắt PVAc, có mắt xích –CH2–CH(OCOCH3)–. Polime này dùng làm keo dán và chất kết dính trong sơn.
Phản ứng trùng hợp vinyl axetat cần điều kiện gì?
Cần nhiệt độ, áp suất và chất khơi mào (xúc tác) như peroxit. Monome phải có liên kết đôi C=C, vinyl axetat thỏa mãn điều kiện này.
Làm sao điều chế poli(vinyl ancol) từ vinyl axetat?
Trùng hợp vinyl axetat thành PVAc rồi thủy phân PVAc bằng dung dịch NaOH đun nóng, thu được PVA và CH3COONa. Không trùng hợp trực tiếp ancol vinylic vì chất này không bền.
Thủy phân vinyl axetat trong NaOH cho sản phẩm gì?
Cho CH3COONa và CH3CHO (axetanđehit), vì ancol vinylic sinh ra chuyển ngay thành anđehit.