Реакция этанның түзілуімен жүреді

Реакция этанның түзілуімен жүреді.

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   Тотығу процесінің теориялық негіздерін атаңыз
   
2. 
   Фенолмен ацетонның өңдірісі процесс келтіріңіз
   
3. 
   Қандай спиртбутена-1 гидраттауында түзіледі?
   
4. 
   Этиленнің күкіртқышқылды гидраттаудың химиялық схемасын келтіріңіз
   

1 Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. –М.: Химия, 1988. 338-431б.

2 Белов П.С. Основы технологии нефтехимического синтеза. –М.: Химия, 1982. 478-503 б.
Дәріс 24 - Оттегісі бар өнімдер өндірісінің теориялық негіздері.

Дәріс жоспары:

1. 
   Бетті-активті заттар туралы түсінік. БАЗдың құрылымы
   
2. 
   Анионактивті бетті активті заттар
   
3. 
   Катионактивті бетті активті заттар
   
4. 
   Неионогенді бетті активті заттар
   
5. 
   Амфотерлі бетті активті заттар
   

Ерітіндегі БАЗ күйіне тәуелді шынайы еритін (молекулярлы - диспергирленген) және коллоидты БАЗ деп шартты түрде бөледі. БАЗң екі тобы да фазалық шекараларда адсорбцияланады, яғни ерітінділерде беттік активтілікті көрсетеді, ал коллоидты фаза пайда болуымен байланысты көлемдік қасиеттерді тек коллоидты БАЗ көрсетеді. Екі топ гидрофильді - липофильді баланс (ГЛБ) деп аталатын өлшемсіз шамаларының мәнімен ажыратылады және мына қатынаспен анықталады:

Мұндағы - БАЗ молекулаларының полярлы емес бөлігінің көмірсутектік сұйыққа тартқыштығы (b-БАЗ табиғатына тәуелді өлшемсіз шама, - бір CH₂ тобына есептелген әрекеттесудің еркін энергиясы, v-көмірсутектік радикалдағы CH₂ топ саны), a-полярлы топтың суға тартқыштығы, m индекстері тартқыштың минимальды мәндеріне сәйкес болады. Коллоидты БАЗ үшін (b немесе . Әртүрлі коллоидты БАЗр үшін радикалдағы көміртегі атомдарының минималды саны 8-12 шегінде жатады, яғни коллоидты БАЗр едәуір үлкен көмірсутектік радикалдары бар.

Шынайы ерігіш БАЗ үшін беттік активтілік туындының максималды мәніне тең

және с0 болғандағы адсорбция изотермасының S(c) бастапқы бөлігімен өлшенеді (Г-беттік бірлігімен адсорбцияланған БАЗң моль саны, R-газ тұрақтысы, T – абсолюттік температура).

1) карбон қышқылдары туындылары (сабындар): RCOOM, ROOC(СН₂)_nСООМ.

2) Біріншілік және екіншілік алкилсульфаттар ROSO₃M, R'R:CHOSO₃M

3)Алкил- және алкилбензолсульфонаттар RSO₃M, RC₆H₄SO₃M.

4) Спирттердің сульфо- және карбоксиэтоксилаттары RO(C₂H₄O)_nSO₃M, RO(C₂H₄O)_nCH₂COOM.

5) Құрамында азоты бар БАЗр: амидосульфонаттар RCONR'—R:—SO₃M, сульфокарбон қышқылдарының амидтері RR'NOC—R:—SO₃M.

6) Перфторлы карбон қышқылдарының тұздары, перфторлы сульфоацетаттарының тұздары.

3. Катионактивті БАЗ деп молекулалары сулы ерітіндіде ұзын гидрофобты тізбекті беттік активті катион және әдетте галогенид, кейде күкірт немесе фосфор қышқылының аниондарын түзіп диссоциацияланатын БАЗ аталады. Катионактивті БАЗң ішіндегі артықшылығы жоғары азоты бар қосылыстар және азотсыз қосылыстар да – сульфоний қосылыстары [RR'R:S]⁺X^-, сульфоксоний қосылыстары [RR'R:SO]⁺Х^-, фосфоний қосылыстары [R₃PR']⁺ X^-, арсоний қосылыстары [R₃AsR'] ⁺ Х^- практикалық қолданыс табады. Құрамында азоты бар қосылыстарды келесі негізгі топтарға бөлуге болады: 1) аминдер және олардың тұздары RNR'R: · HX;

2) моно- және бистөртіншілік аммонийлік қосылыстар [RNR'R:R''']⁺ X^-, [RR'₂N-R:—NR'₂R]²⁺2Х^-;

3) гиброфобтық тізбегінде әр түрлі функционалдық топтары бар төртіншілік аммонийлік қосылыстар;

4) гетероциклдік сақинасында азот атомы бар моно- және бистөртіншілік аммонийлік қосылыстар;

5) аминдер оксидтері RR'R:N⁺O^-;

6) полимерлік БАЗ

Катионактивті БАЗ анионактивтіге қарағанда беттік тартылысты аз төмендетеді, бірақ олар адсорбенттің бетімен химиялық әрекеттесуі мүмкін.

4. Ионогенді емес БАЗ суда иондарға ыдырамайды. Олардың ерігіштігі молекулалардағы гидрофильдік эфирлер немесе гидроксильдік топтардың, көбінесе полиэтиленгликоль тізбегінің болуына негізделген. Ионогенді емес БАЗң ерекшілігі – сұйық күйі және сулы ерітіндіде аз көбік түзу.

Мынандай топтарға бөлінеді: 1) оксиэтилденген спирттер RO(C₂H₄O)_nH;

2) оксиэтилденген май қышқылдары RCOO (C₂H₄O)_n H;

3) оксиэтилденген алкилфенолдар RC₆H₄O(C₂H₄O)_nH;

4) оксиэтилденген алкиламиндер RN[(C₂H₄O)_nH]₂;

5) проксандар - этилен- және пропиленоксидтерінің блоксополимерлері НО(C₂H₄O)_x (C₃H₆O)_y (C₂H₄O)_z H

2) Алкилбетаиндер. Оларды 5 негізгі топқа бөлуге болады: а) алкилбетаиндер: -С-алкилбетаиндер RCH[N⁺ (CH₃)₃]COO^- және N-алкилбетаиндер RN⁺(CH₃)₂СН₂СОО^- ; б) сульфит-, сульфо-, сульфат- және фосфатбетаиндер RN⁺(CH₃)₂CH₂CH₂ RN⁺(CH₃)₂CH₂CH₂, RC₆H₄CH₂N⁺(CH₃)₂CH₂CH₂ RN⁺(CH₃)₂CH₂CH(OH)CH₂OP; в) амидобетаиндер RCONH(CH₂)₃ N⁺(CH₃)₂COO^- ; г) оксиэтилденген бетаиндер RN⁺[(C₂H₄O)_pH][(C₂H₄O)_gH]CH₂COO^-; д) басқа цвиттер-ионды БАЗ.

3) Алкилимидазолиндер туындылары.

4) Алкиламиноалкансульфонаттар және сульфаттар (AAAC₁ және AAAC₂).

5) Полимерлі амфолитті БАЗ: табиғи, модифицирленген табиғи, синтетикалық.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: бетті-активті заттар, құрамы, жіктелуі, анионактивті, катионактивті, амфотерлі БАЗдар, құрылысы, қолдануы, қасиеттері, өңдірісі

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   БАЗң функциясы қандай?
   
2. 
   БАЗң беттік активтілігі қалай анықталады?
   
3. 
   Амфотерлі және ионогенді емес БАЗды сиетездеу әдістері
   
4. 
   Додецилсульфонатты синтездеудің функционалды схемасын келтіріңіз
   

1 Николаев П.В. Основы химии и технологии производства синтетических моющих средств. – Иваново. 2007. С. 11-58, 83-96.

2 Ковалев В.М., Петренко Д. С. Технология производства синтетических моющих средств. – М.: Химия, 2002. С.45-86.
Микромодуль 4 – «Полимерлер өндірісінің теориялық негіздері»
Дәріс 25, 26 - Полимерлер өндірісінің теориялық негіздері

Дәріс жоспары:

1. 
   Полимерлер туралы негізгі ұғымдар
   
2. 
   ЖМҚ құрылымы мен формасы
   
3. 
   Полимерлердің жіктелуі
   
4. 
   Полимерлену
   
5. 
   Поликонденсациялау
   

n CH₂=CH₂ → -[- CH₂ – CH₂ -]-_n

Көп рет қайталанатын мономерлерден немесе мономерлердің негізгі бөлігінен тұратын топтар буындар деп, ал буындардан құралған үлкен молекула ө макромолекула деп аталады. Молекулалық массасы 500-5000 аралығындағы қосылыстарды олигомерлер деп атайды. Бірдей мономерлерден құралған полимерлер – гомополимерлер деп, ал тізбегінде бірнеше типті мономерлік буындар бар полимерлік қосылыстар сополимерлер деп аталады.

2. Макромолекула тізбектерінің құрылымына байланысты полимерлер үш топқа бөлінеді: сызықты, тармақталған және торланған. Асимметрия дәрежесі өте жоғары ұзын тізбекті макромолекулалар, сызықты полимерлер деп аталады: … -А – А –А – А – А – А – …

Негізгі тізбектен жан жағына таралған тармақтары бар макромолекулалар, тармақталған полимер деп аталады. Тармақталған бөлікті қосалқы тізбек деп атайды.

Ұзын тізбекті макромолекулалар бір бірінен көлденең байланыстармен қосылса торланған немесе кеңістіктік полимерлер түзіледі.

Мономер молекулалары бір бірімен α,α- (басы басына) және β,β- (соны соңына) бойынша қосылады

Немесе α,β- (басы соңына) типі бойынша

Буындары мен орынбасарлары кеңістікте белгілі бір ретпен орналасқан полимерлер стереоретті деп аталады. Полиенді қосылыстарға цис-, транс – изомерлену және L-, D- изомерлену тән.

Изотактикалық полимерлердің ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың бір жағында, ал екінші типті орынбасарлар екінші жағында болады. Синдиотактикалық жазық ирек конформациясындағы бір типті орынбасарлар негізгі тізбек жататын жазықтықтың жан жағына кезек кезек орналасады. Егер полимер тізбегіндегі орынбасарлардың орналасуында ешқандай заңдылық болмаса, онда атактикалық құрылым болады.

Изотактикалық полистирол

Синдиотактикалық полиакрилонитрил

Атактикалық полиакролеин

Полимерлерді жіктеудің бірнеше әдістері бар:

Макромолекуладағы бір немесе бірнеше типті мономерлі буындардың типіне байланысты гомо және сополимерлер деп бөлінеді.

Сополимерлер буындардың орналасу сипатына байланысты бөлінеді:

а) статистикалық - мономерлі буындар тізбекте ретсіз орналасқан;

б) кезектескен – тізбекте буындар кезектесіп орналасқан;

в) блок-сополимерлер – сызықты макромолекулалар кезектескен блоктардан тұрады, олар құрылымы және құрылысы бойынша әртүрлі.

1 кесте Сополимерлер түрлері

n M → (- M -)_n

Реакция нәтижесінде қосалқы заттар бөлінбейді, ал алынған полимерлердің құрамы мономерге сай келеді. Полимерленуге қатысқан мономерлердің түрлеріне байланысты гомополимерлену (бір түрлі мономер) және сополимерлену (екі немесе одан да көп әр түрлі мономерлер қатысса) болып екіге бөлінеді.

Активтік орталықтың табиғатына байланысты радикалдық және иондық полимерлену деп ажыратады.

1. Активті орталықтың түзілуі, яғни мономер молекуласын қоздыру арқылы активті күйге ауыстыру:

2. Тізбектің өсуі:

3. Тізбектің үзілуі.

Иницирлеу: BF₃ + H₂O ↔ H⁺[BF₃OH]^- ↔ H⁺ + [BF₃OH]^-

Тізбектің өсуі:

Тізбектің үзілуі. Мұнда бірнеше жағдай болуы мүмкін. Біріншіден каталитикалық комплекс бөлініп шығып, иондық жұп жоғалуы мүмкін.

Екіншіден, қарсы ионның фрагменті өсіп келе жатқан тізбекпен ковалентті байланыс түзеді. Үшіншіден, тізбектің мономерге, еріткішке және полимерге берілуінен болады.

Иницирлеу:

Тізбектің өсуі:

Тізбектің үзілуі әртүрлі жолдармен жүреді, мысалы, мономерге берілуі.

Сатылы механизм бойынша жүреді. Полимерленуге циклді мономерлер, изоцианаттар, карбонил топтары бар қосылыстар түседі. Циклді мономерлер иондардың немесе молекулалардың әсерінен иницирлене алады. Иницирлеу нәтижесінде цикл ашылып, тұрақты иондарын түзу арқылы иондық реакцияға түседі.

Мысалы, полиуретандар түзілуі



5. Поликонденсациялау деп көп функционалды қосылыстардың функционалды топтарының әрекеттесуінен жоғары молекулалық қосылыстар түзілу реакцияларын айтады. Поликонденсациялау кезінде төмен молекулалық қосалқы заттар бөлінеді. Мономерлер ретінде екі немесе одан да көп функционалды топтары (OH, OR, NH₂, Cl, COOH, COOR, COCl, SiOH) бар қосылыстар қолданылады. Поликонденсациялау реакцияларына этерификациялау, амидтеу, ароматикалық орын басу және т.б. Жалпы түрде:

Егер поликонденсациялануға әр түрлі функционалды тобы бар біртекті мономер қатысса, оны гомополиконденсациялау деп атайды:

Егер реакция екі типті мономерлердің функционал топтарының бір бірімен әрекеттесуі арқылы жүрсе, оны гетерополиконденсациялау дейді.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: полимерлер, құрылымы мен формасы, жіктелуі, алу әдістері мен сипаттамасы, полимерлену және поликонденсациялау

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

1. 
   Макромолекула құрылымын қандай параметрлермен сипаттайды?
   
2. 
   Кандай полимерлерді органикалық, бейорганикалық, элементоорганикалық, гомо- және гетеротізбекті деп аталады?
   
3. 
   Полимерлену және поликонденсациялану әдістерді салыстырыңыз. Поликонденсация әдісінің артықшылығы және кемшілігі?
   
4. 
   «Тірі» молекулалар дегеніміз не? Олар қалай алынады?
   

1 Семчиков Ю.Д. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Академия, 2010, 368 с. С.4-18, С.183-225

2. Жоғары молекулалық қосылыстар химиясы. Авторлар ұжымы.Алматы: Санат. – 1995. 4-11 б, 12-36 б

3 Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения: Учебник для вузов. М.: Высш.школа, 1992. С.5-12, С.120-185

Дәріс жоспары:

1. 
   Тұтқыраққыш күйдегі полимерлердің реологиялық қасиеттері
   
2. 
   Полимерлердің ағу механизмі
   
3. 
   Полимерлі жүйелердің тұтқырлығы
   

W = W_E^.W_v

W_E – активтену теориясының негізінде есептеп шығарылады. Оның қарапайым тендеуі:

Мұндағы _ - тұрақты көлемдегі активтену энергиясы.

W_v-ны бос көлем теориясына сүйеніп табады:

Мұндағы V^* - «тесіктердің» көлемі, _ - бір бөлшекке келетін орташа бос көлем, с – 1 мен 0,5 аралығында болатын коэффициент. Молекулалар, не сегменттер, қозғалғанда көрші бөлшектерді итеріп өтіп шығу үшін белгілі бір энергия мөлшері жұмсалады. Жүйенің жылулық энергия қоры неғұрлым көп болса және де молекулааралық әсерлесу күші әлсіз болып, макромолекулалардың айналу тосқауылы төмен болса, макромолекула сегменттерінің жылжуы соғұрлым оңайға түседі. Егер сегменттің жылулық энергиясының қоры RT, ал сегменттегі молекулалық және ішкі молекулалық әсерлесу энергиясы U болса, онда сегменттердің 1 қалыптан 2 қалыпқа секіріп түсу ықтималдығы (W_1-2):

Мұндағы v₀ – сегменттің тепе теңдік қалыпта өзіндік тербелу жиілігі. Полимердегі барлық «тесіктердің» жалпы көлемі полимердің жалпы көлемінің 2,5%-на теңелгенде сегменттер көрші қалыпқа ауыса алмайды және тұтқыраққыштық тоқталып, полимер шыны тәріздес күйге ауысады. Бос көлем 2,5%-дан артқанда полимер ағу үшін сегменттердің көршілерімен әсерлесуін жеңетіндей жылулық энергия қоры қажет.