Sơ đồ điều chế Cao su Buna

Điều chế Cao su Buna

Chuyên đề Hóa học 12 Sơ đồ điều chế Cao su Buna được VnDoc biên soạn tổng hợ là tài liệu hữu ích và chuyên đề điều chế cao su Buna, giúp các bạn học sinh nắm được các sơ đồ điều chế, từ đó vận dụng giải bài tập một cách tốt nhất.

Hóa học 12: Sơ đồ điều chế Cao su Buna

1. Cao su Buna là gì?
2. Lý thuyết và Phương pháp giải
3. Ví dụ minh họa sơ đồ điều chế Cao su Buna
4. Câu hỏi trắc nghiệm vận dụng liên quan

>> Mời các bạn tham khảo thêm:

1. Cao su Buna là gì?

Cao su Buna hay Polybutadiene (viết tắt là BR), còn được gọi là cao su BR, Buna-N, Buna-S. Ngoài ra còn có các tên gọi khác phụ thuộc vào chất độn được sử dụng trong quá trình trùng hợp.
Được sản xuất từ quá trình trùng hợp của các phân tử monome 1,3-butadiene.
Mang những đặc điểm nổi bật của cao su thiên nhiên, đồng thời có khả năng chống mòn cao, chịu uốn gấp tốt, ít biến dạng.
Điều đặc biệt của của cao su buna là có thể mang những tính chất đặc biệt như các loại nhựa tổng hợp tùy thuộc vào thành phần chất độn. Có thể kể đến như khả năng chống ăn mòn từ xăng dầu, hóa chất, chịu nhiệt, chống mài mòn, cách âm…

2. Lý thuyết và Phương pháp giải

CaCO₃ → CaO → CaC₂ → C₂H₂ → C₄H₄ → Buta-1,3-diene → Caosu buna

Tinh bột / Cellulose → Glucose→ C₂H₅OH → Buta-1,3-diene → Caosu buna

CH₄ → C₂H₂ → C₄H₄ → Buta-1,3-diene → Caosu buna

Hiệu suất phản ứng:

H = . 100%

H = Sơ đồ điều chế Cao su Buna . 100%

Lưu ý: Hiệu suất cả quá trình là tích hiệu suất mỗi giai đoạn riêng lẻ.

3. Ví dụ minh họa sơ đồ điều chế Cao su Buna

Ví dụ 1. Trong thế chiến thứ II người ta phải điều chế cao su buna từ tinh bột theo sơ đồ sau:

Tinh bột → Glucose → ethylic Alcohol → Buta-1,3-diene → Cao su buna

Từ 10 tấn khoai chứa 80% tinh bột điều chế được bao nhiêu tấn cao su buna? (Biết hiệu suất của cả quá trình là 60%).

Hướng dẫn giải bài tập

Ta thấy, trong cả quá trình, n_C4H6 thu được sẽ bằng ntinh bột tham gia

Với H=0,6 là: n_C4H6 = n_{tinh bột} . 0,6

⇒ m_polymer = 10 . 0,8162 . 0,6 . 54 =1,6 tấn

Ví dụ 2. Người ta có thể điều chế cao su Buna từ gỗ theo sơ đồ sau:

Cellulose glucose C₂H₅OH Buta-1,3-đien Cao su Buna

Khối lượng cellulose cần để sản xuất 1 tấn cao su Buna là:

Hướng dẫn giải bài tập

Ta có sơ đồ: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH → C₄H₆ → CSBN

Trong cả quá trình, n_Cellulose sẽ bằng n_CSBN thu được

Với H = 0,6 . 0,35 . 0,8

m_cellulose = = 17,857 tấn

Ví dụ 3. Cao su buna (CSBN) được sản xuất từ gỗ chứa 50% cellulose theo sơ đồ:

Cellulose $\overset{(1)}{\rightarrow}$ $\overset{(1)}{\to}$ glucose $\overset{(2) }{\rightarrow}$ $\overset{(2)}{\to}$ ethanol $\overset{(3) }{\rightarrow}$ $\overset{(3)}{\to}$ buta- 1,3-diene $\overset{(4) }{\rightarrow}$ $\overset{(4)}{\to}$ CSBN

Hiệu suất của 4 giai đoạn lần lượt là 60%, 80%, 75% và 100%. Để sản xuất 1,0 tấn CSBN cần bao nhiêu tấn gỗ?

Hướng dẫn giải bài tập

Ta có sơ đồ:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH → C₄H₆ → CSBN

Trong cả quá trình, n_Cellulose sẽ bằng n_CSBN thu được

Với H = 0,6 . 0,8 . 0,75 .1

m_cellulose thực tế = = 8,333 tấn

→ m_gỗ = m_celluose/ 50% = 16,67 tấn

Ví dụ 4. Từ tinh bột điều chế cao su buna theo sơ đồ sau:

Tinh bột → glucose → ethylic alcohol → but-1,3-diene → cao su buna,

Hiệu suất của quá trình điều chế là 75%, muốn thu được 32,4 kg cao su buna thì khối lượng tinh bột cần dùng là?

Hướng dẫn giải bài tập

(C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆ → 2nC₂H₅OH → nC₄H₆ → (C₄H₆)_n.

n_{Cao su buna} = 0,6 kmol

→ $n_{C_6H_{10}O_5}$ $n_{C_{6} H_{10} O_{5}}$ = 0,6/75% = 0,8 kmol

→ m_{tinh bột} = 129,6 kg

Ví dụ 5 . Để điều chế cao su buna người ta có thể thực hiện theo các sơ đồ biến hóa sau:

C₂H₅OH $\overset{50\div }{\rightarrow}$ $\overset{50 \div}{\to}$ buta -1,3 -dien $\overset{80^{o} /_{\circ } }{\rightarrow}$ $\overset{80^{o} /_{\circ}}{\to}$ cao su buna

Tính khối lượng ethylic alcohol cần lấy để có thể điều chế được 54 gam cao su buna theo sơ đồ trên?

Hướng dẫn giải bài tập

2nC₂H₅OH → nC₄H₆ → (C₄H₆)_n

Hiệu suất chung của chuỗi phản ứng là H = 0,5. 0,8 = 0,4

Khối lượng ethylic alcohol cần lấy là: m = 54/54 . 0,4 . 2 . 46 = 230 gam.

4. Câu hỏi trắc nghiệm vận dụng liên quan

Câu 1. Qua nghiên cứu thực nghiệm cho thấy cao su thiên nhiên là polime của monome

A. Buta- 1,2-diene

B. Buta- 1,3-diene

C. 2- methyl buta- 1,3-diene

D. Buta- 1,4-diend

Xem đáp án

Đáp án C Cao su thiên nhiên (polime của isoprene)

Câu 2. Công thức phân tử của cao su thiên nhiên

A. (C₅H₈)_n

B. (C₄H₈)n

C. (C₄H₆)n

D. (C₂H₄)n

Xem đáp án

Đáp án A

Cao su thiên nhiên có công thức phân tử (C₅H₈)n

Đồng trùng hợp giữa buta-1,3 đien (CH2=CH−CH−CH₂) với vinyl xyanua (CH₂=CH−CN) được cao su Buna-N

Câu 3. Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna-S là:

A. CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂, C₆H₅CH=CH₂.

B. CH₂=CH-CH=CH₂, C₆H₅CH=CH₂.

C. CH₂=CH-CH=CH₂, lưu huỳnh.

D. CH₂=CH-CH=CH₂, CH₃-CH=CH₂.

Xem đáp án

Đáp án B

Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butadiene và styrene

nCH₂=CH−CH=CH₂ + nC₆H₅CH=CH₂ → −[CH₂−CH=CH−CH₂−CH(C₆H₅)−CH₂]−n

Câu 4. Cao su buna được tạo thành từ buta-1,3-diene bằng phản ứng

A. trùng hợp

B. trùng ngưng

C. cộng hợp

D. phản ứng thế

Xem đáp án

Đáp án A

Câu 5. Cao su buna – S được tạo thành bằng phản ứng

A. trùng hợp

B. trùng ngưng

C. cộng hợp

D. đồng trùng hợp

Xem đáp án

Đáp án D. Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butađien và stiren

Câu 6. Trong các câu sau nhận định đúng là:

A. Cao su là polymer thiên nhiên của isoprene.

B. Sợi Cellulose có thể bị đepolime hóa khi bị đun nóng.

C. Monomer là mắt xích cơ bản trong phân tử polymer .

D. Polymer là những hợp chất có phân tử khối rất lớn, do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.

Xem đáp án

Đáp án D

A sai vì cao su có thể là cao su thiên nhiên hay cao su tổng hợp.

B sai, khi đung nóng sợi cellulose sẽ bị cắt mạch.

C sai, mone là chất ban đầu để tạo polimer, còn mắt xích là đã tạo polime rồi, phân tử gồm nhiều mắt xích.

D đúng.

Câu 7. Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su Buna – S là:

A. CH₂=C(CH₃)–CH=CH₂, C₆H₅CH=CH₂.

B. CH₂=CH–CH=CH₂, C₆H₅CH=CH₂.

C. CH₂=CH–CH=CH₂, lưu huỳnh.

D. CH₂=CH–CH=CH₂, CH₃–CH=CH₂.

Xem đáp án

Đáp án B

Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp buta-1,3-diene và styrene

nCH₂=CH−CH=CH₂ + nC₆H₅CH=CH₂ → −CH₂−CH=CH−CH₂−CH(C₆H₅)−CH₂−)n

Câu 8. Sản phẩm trùng hợp của buta-1,3-diene với CH₂=CH-CN có tên gọi thông thường:

A. Cao su

B. Cao su buna

C. Cao su buna –N

D. Cao su buna –S

Xem đáp án

Đáp án C

Đồng trùng hợp giữa buta-1,3 đien (CH₂=CH−CH−CH₂) với vinyl xianua (CH₂=CH−CN) được cao su Buna-N

Câu 9. Tính chất nào dưới đây không phải là tính chất của cao su tự nhiên?

A. Không tan trong xăng và benzene

B. Không thấm khí và nước

C. Tính đàn hồi

D. Không dẫn điện và nhiệt

Xem đáp án

Đáp án A

Câu 10. Tính chất nào sau đây không phải tính chất của cao su thiên nhiên?

A. Tính đàn hồi.

B. Không dẫn điện và nhiệt.

C. Không tan trong nước, ethanol nhưng tan trong xăng.

D. Thấm khí và nước.

Xem đáp án

Đáp án D

Câu 11. Cho các câu sau:

a) Dầu mỏ là một đơn chất.

b) Dầu mỏ là một hợp chất phức tạp.

c) Dầu mỏ là một hỗn hợp tự nhiên của nhiều loại Hydrocarbon.

d) Dầu mỏ sôi ở một nhiệt độ xác định.

e) Dầu mỏ sôi ở những nhiệt độ khác nhau.

Số câu đúng là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Xem đáp án

Đáp án B

Câu đúng là câu c và câu e.

c) Dầu mỏ là một hỗn hợp tự nhiên của nhiều loại Hydrocarbon.

e) Dầu mỏ sôi ở những nhiệt độ khác nhau.

Những câu sai là:

a), b) và d) sai vì dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp của nhiều loại Hydrocarbon và 1 số hợp chất khác

Câu 12. Loại cao su nào dưới đây là kết quả của phản ứng đồng trùng hợp?

A. Cao su Buna.

B. Cao su Buna - N.

C. Cao su isopren.

D. Cao su clopren.

Xem đáp án

Đáp án B

Câu 13. Tính chất nào dưới đây không phải là tính chất của cao su tự nhiên?

A. Không tan trong xăng và benzene

B. Không thấm khí và nước

C. Tính đàn hồi

D. Không dẫn điện và nhiệt

Xem đáp án

Đáp án A

Câu 14. Cao su buna-S được tạo thành bằng phản ứng

A. đồng trùng hợp.

B. trùng ngưng.

C. trùng hợp.

D. cộng hợp.

Xem đáp án

Đáp án A

Cao su buna-S được điều chế từ phản ứng đồng trùng hợp buta-1,3-đien và stiren:

nCH₂=CH-CH=CH₂ + nCH₂=CH-C₆H₅ → (-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₂-CH(C₆H₅)-)_n.

----------------------------

>>> Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:

Xem thêm các bài Tìm bài trong mục này khác:

Chia sẻ, đánh giá bài viết

5

36.151

Bài trước

Bài sau

Chia sẻ bởi:
Đen2017

Đóng Chỉ thành viên VnDoc PRO/PROPLUS tải được nội dung này!

Đóng

79.000 / tháng

Mua ngay

Đặc quyền các gói Thành viên

PRO

Phổ biến nhất

PRO+

Tải tài liệu Cao cấp 1 Lớp

Tải tài liệu Trả phí + Miễn phí

Xem nội dung bài viết

Trải nghiệm Không quảng cáo

Làm bài trắc nghiệm không giới hạn

Tìm hiểu thêm

Mua cả năm Tiết kiệm tới 48%

Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!