Trả lời nhanh
Tơ nitron (olon) được điều chế bằng phản ứng trùng hợp monome acrilonitrin (vinyl xianua) CH2=CH–CN, thu được poliacrilonitrin. Monome có liên kết đôi C=C nên cộng hợp được với nhau thành mạch dài mà không giải phóng phân tử nhỏ. Vì thế đây là phản ứng trùng hợp, không phải trùng ngưng.
Phương trình điều chế tơ nitron
Phản ứng xảy ra khi có chất khơi mào (thường là peoxit), đun nóng và có áp suất:
n CH2=CH–CN → (–CH2–CH(CN)–)n (điều kiện: xúc tác/chất khơi mào, t°, p)
- Monome: acrilonitrin, còn gọi là vinyl xianua, công thức phân tử C3H3N, phân tử khối 53.
- Polime: poliacrilonitrin (PAN), mắt xích là –CH2–CH(CN)–.
- Sau khi trùng hợp, người ta hoà tan polime rồi kéo thành sợi, nên mới có tơ nitron.
Vì sao đây là phản ứng trùng hợp?
Điều kiện để một chất tham gia trùng hợp là phân tử có liên kết bội (như C=C) hoặc vòng kém bền có thể mở ra. Acrilonitrin có liên kết đôi C=C, nên khi liên kết π bị phá vỡ, các phân tử nối với nhau thành mạch dài.
Trong phản ứng này, tổng khối lượng monome bằng khối lượng polime tạo thành. Không có H2O hay phân tử nhỏ nào bị tách ra. Đó là dấu hiệu để phân biệt với trùng ngưng.
Đặc điểm và ứng dụng của tơ nitron
- Là tơ tổng hợp, dai, bền với nhiệt và với ánh sáng.
- Sợi mềm, xốp, giữ nhiệt tốt nên thường dùng dệt vải và đan áo len thay len tự nhiên.
- Còn được dùng làm chăn, tất, vải may quần áo ấm.
Phân biệt với các loại tơ tổng hợp khác
| Loại tơ | Monome | Kiểu phản ứng |
|---|---|---|
| Nitron (olon) | CH2=CH–CN | Trùng hợp |
| Capron (nilon-6) | Caprolactam (vòng 7 cạnh) | Trùng hợp mở vòng |
| Nilon-6,6 | Hexametylenđiamin và axit ađipic | Trùng ngưng |
| Lapsan | Axit terephtalic và etylen glicol | Trùng ngưng |
Mẹo nhớ
- Nitron có gốc “nitr-” giống “nitrin”, ứng với nhóm –CN. Cứ thấy nitron thì nghĩ đến CH2=CH–CN.
- Tơ được điều chế bằng trùng ngưng chỉ có hai nhóm phổ biến ở chương trình phổ thông: nilon-6,6 (poliamit) và lapsan (polieste).
- Các tơ nitron, PVC, PE, PS đều trùng hợp từ monome có C=C.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm monome với vinyl clorua CH2=CHCl, là monome của PVC.
- Viết thiếu nhóm –CN ở mắt xích hoặc để nhóm –CN nằm trong mạch chính. Nhóm –CN là nhánh gắn vào cacbon.
- Nhầm tơ nitron với tơ nilon-6,6 do cùng là tơ tổng hợp.
Bài luyện tập
Bài 1. Một mẫu poliacrilonitrin có phân tử khối 106 000 (ví dụ tự đặt). Tính hệ số trùng hợp n.
Đáp án: Mắt xích –CH2–CH(CN)– có khối lượng 53. Vậy n = 106 000 : 53 = 2000.
Bài 2. Tơ nào sau đây được điều chế bằng phản ứng trùng ngưng: nitron, nilon-6,6, capron?
Đáp án: Nilon-6,6, vì tạo ra từ hai monome khác nhau và có tách nước. Nitron là trùng hợp, còn capron là trùng hợp mở vòng.
Bài 3. Để điều chế 5,3 tấn poliacrilonitrin với hiệu suất 100% thì cần bao nhiêu tấn acrilonitrin?
Đáp án: Trùng hợp không tạo sản phẩm phụ nên khối lượng monome bằng khối lượng polime, tức 5,3 tấn. Nếu hiệu suất là 80% thì cần 5,3 : 0,8 = 6,625 tấn.
Câu hỏi thường gặp
Tơ nitron và tơ olon có phải là một không?
Có. Olon là tên gọi khác của tơ nitron, đều là poliacrilonitrin được trùng hợp từ CH2=CH–CN.
Tơ nitron thuộc loại tơ nào?
Tơ nitron là tơ tổng hợp, được tạo từ polime tổng hợp. Nó không phải tơ thiên nhiên hay tơ bán tổng hợp (nhân tạo) như tơ visco, tơ axetat.
Acrilonitrin có công thức phân tử là gì?
Acrilonitrin có công thức cấu tạo CH2=CH–CN, công thức phân tử C3H3N và phân tử khối là 53.
Tơ nitron điều chế bằng trùng hợp hay trùng ngưng?
Bằng trùng hợp, vì monome có liên kết đôi C=C và phản ứng không giải phóng phân tử nhỏ như H2O.