Trả lời nhanh
Hai polime có cấu trúc mạng không gian (mạng lưới) thường gặp trong chương trình Hóa học 12 là nhựa bakelit dạng rezit (rezit) và cao su lưu hóa. Ở các polime này, các mạch polime nối với nhau bằng cầu nối hóa học (cầu –S–S– hay cầu –CH2–) tạo thành lưới ba chiều nên rất bền, khó nóng chảy và khó hòa tan.
Ba kiểu cấu trúc mạch polime
| Cấu trúc | Đặc điểm | Ví dụ tiêu biểu |
|---|---|---|
| Mạch không phân nhánh | Các mắt xích nối thành một dây dài thẳng | PE, PVC, PS, PVA, tơ nilon-6,6, cao su thiên nhiên chưa lưu hóa, amilozơ |
| Mạch phân nhánh | Mạch chính có thêm các nhánh | Amilopectin, glicogen |
| Mạng không gian | Các mạch nối chéo nhau thành lưới ba chiều | Rezit (bakelit), cao su lưu hóa |
Em chỉ cần nhớ nhóm “mạng không gian” có đúng hai đại diện chính, còn lại đa số thuộc nhóm mạch thẳng.
Vì sao rezit và cao su lưu hóa là mạng không gian?
- Nhựa rezit (bakelit): điều chế từ phenol và fomanđehit. Khi đun phenol với fomanđehit dư (xúc tác bazơ) thu được nhựa rezol có mạch thẳng; tiếp tục đun nóng rezol ở khoảng 150°C, các mạch nối chéo nhau bằng cầu metylen –CH2– thành mạng ba chiều, thu được rezit không nóng chảy, không tan.
- Cao su lưu hóa: cao su thiên nhiên đun nóng với lưu huỳnh. Các nguyên tử S tạo cầu nối –S–S– giữa các mạch polime isopren, làm cao su bền hơn, đàn hồi tốt hơn, chịu nhiệt và mài mòn tốt hơn.
Tính chất của polime mạng không gian
- Không nóng chảy mà bị phân hủy khi đun ở nhiệt độ cao.
- Không tan trong hầu hết dung môi, chỉ trương nhẹ.
- Cứng, bền cơ học và bền nhiệt hơn polime mạch thẳng.
So sánh: polietilen (PE) mạch thẳng mềm, đun nóng thì chảy lỏng và có thể tái chế; còn bakelit đã đóng rắn thì không nấu chảy lại được.
Loại trừ các phương án hay gặp
- PVC, PE, PS: mạch không phân nhánh, không phải mạng không gian.
- Amilopectin: có nhánh nhưng không nối chéo thành lưới, là mạch phân nhánh.
- Xenlulozơ, amilozơ: mạch thẳng.
- Tơ nilon-6,6, tơ capron: mạch thẳng, nhờ vậy kéo được thành sợi.
Mẹo nhớ
Câu nhớ nhanh: “Rezit và cao su lưu hóa là lưới, còn lại cứ thẳng mà tìm”. Nếu thấy cụm từ “đun nóng với lưu huỳnh” hoặc “phenol – fomanđehit dư, đun nóng” thì nghĩ ngay đến mạng không gian.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm amilopectin (có nhánh) là mạng không gian vì cũng “phức tạp”.
- Cho rằng nhựa novolac hay rezol cũng là mạng không gian; thực ra chúng mạch thẳng, chỉ rezit mới thành lưới.
- Nhầm cao su thiên nhiên với cao su lưu hóa: cao su thiên nhiên chưa lưu hóa vẫn là mạch thẳng.
Luyện tập có đáp án
- Polime nào sau đây có cấu trúc mạng không gian: PVC, amilopectin, rezit, tơ nilon-6,6? Đáp án: rezit.
- Vì sao ruột xe và lốp xe thường làm bằng cao su lưu hóa mà không dùng cao su thô? Đáp án: cầu nối –S–S– giúp cao su bền, đàn hồi tốt, ít biến dạng khi nóng.
- Hãy nêu một điểm khác nhau giữa nhựa PE và rezit khi đun nóng. Đáp án: PE chảy lỏng được còn rezit không nóng chảy, chỉ bị phân hủy.
Câu hỏi thường gặp
Polime có cấu trúc mạng không gian là những chất nào?
Hai đại diện tiêu biểu là nhựa rezit (bakelit) và cao su lưu hóa, trong đó các mạch được nối chéo thành lưới ba chiều.
Amilopectin có phải polime mạng không gian không?
Không. Amilopectin có mạch phân nhánh nhưng các nhánh không nối chéo thành lưới, nên thuộc kiểu mạch phân nhánh.
Vì sao polime mạng không gian không nóng chảy?
Vì các mạch được liên kết bằng cầu nối hóa học bền vững theo ba chiều, nên khi đun nóng nó bị phân hủy chứ không chảy lỏng.