Sơ đồ 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
>> Mời các bạn tham khảo thêm:
- C4H6 ra cao su buna
- Dãy gồm các chất được dùng để tổng hợp cao su buna S là
- Công thức phân tử của cao su thiên nhiên
- Cao su buna được tạo thành từ buta-1,3-đien bằng phản ứng
- Trùng hợp đivinyl tạo ra cao su buna có cấu tạo là
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-đien → Caosu buna
Tinh bột / Xenlulozơ → Glucozơ → C2H5OH → Buta-1,3-đien → Caosu buna
CH4 → C2H2 → C4H4 → Buta-1,3-đien → Caosu buna
Hiệu suất phản ứng:
H = 
. 100%
H = 
. 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 → Glucozơ → Ancol etylic → Buta-1,3-đien → Caosu buna
Từ 10 tấn khoai chứa 80% tinh bột điều chế được bao nhiêu tấn caosu buna? (Biết hiệu suất của cả quá trình là 60%).
Hướng dẫn giải bài tập
Ta thấy, trong cả quá trình, nC4H6 thu được sẽ bằng ntinh bột tham gia
Với H=0,6 là: nC4H6 = ntinh bột . 0,6
⇒ mpolime = 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:
Xenlulozơ 
glucozơ 
C2H5OH 
Buta-1,3-đien 
Cao su Buna
Khối lượng xenlulozơ 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, nXenlulozơ sẽ bằng nCSBN thu được
Với H = 0,6 . 0,35 . 0,8
mXenlulozơ = 
= 17,857 tấn
Ví dụ 3. Cao su buna (CSBN) được sản xuất từ gỗ chứa 50% xenlulozơ theo sơ đồ:
Xenlulozơ 
\(\overset{(1)}{\rightarrow}\) glucozo \(\overset{(2) }{\rightarrow}\) etanol \(\overset{(3) }{\rightarrow}\) buta- 1,3-dien \(\overset{(4) }{\rightarrow}\) 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, nXenlulozơ sẽ bằng nCSBN thu được
Với H = 0,6 . 0,8 . 0,75 .1
mxenlulozo thực tế = 
= 8,333 tấn
→ mgỗ = m xeluozo/ 50% = 16,67 tấn
Ví dụ 4. Từ tinh bột điều chế cao su buna theo sơ đồ sau:
Tinh bột → glucozơ → ancol etylic → but-1,3-đien → 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.
nCao su buna = 0,6 kmol
→ \(n_{C_6H_{10}O_5}\) = 0,6/75% = 0,8 kmol
→ mtinh 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 \(\overset{50\div }{\rightarrow}\) buta -1,3 -dien \(\overset{80^{o} /_{\circ } }{\rightarrow}\) cao su buna
Tính khối lượng ancol etylic 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 ancol etylic 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-đien
B. Buta- 1,3-đien
C. 2- metyl buta- 1,3-đien
D. Buta- 1,4-đien
Câu 2. Công thức phân tử của cao su thiên nhiên
A. ( C5H8)n
B. ( C4H8)n
C. ( C4H6)n
D. ( C2H4)n
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 xianua(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.
Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butađien và stiren
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-đien bằng phản ứng
A. trùng hợp
B. trùng ngưng
C. cộng hợp
D. phản ứng thế
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
Câu 6. Trong các câu sau nhận định đúng là:
A. Cao su là polime thiên nhiên của isoprene.
B. Sợi xenlulozơ có thể bị đepolime hóa khi bị đun nóng.
C. Monome là mắt xích cơ bản trong phân tử polime.
D. Polime là những hợp chất có phân tử khối rất lớn, do nhiều đơn vị nhỏ (mắt xích) liên kết với nhau tạo nên.
A sai vì cao su có thể là cao su thiên nhiên hay cao su tổng hợp.
B sai, khi đung nóng sợi xenlulozo sẽ bị cắt mạch.
C sai, mone là chất ban đầu để tạo polime, 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.
Cao su Buna-S là sản phẩm của phản ứng đồng trùng hợp butađien và stiren
nCH2=CH−CH=CH2 + nC6H5CH=CH2 → −CH2−CH=CH−CH2−CH(C6H5)−CH2−)n
Câu 8. Sản phẩm trùng hợp của buta-1,3-đien 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
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 benzen
B. Không thấm khí và nước
C. Tính đàn hồi
D. Không dẫn điện và nhiệt
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, etanol nhưng tan trong xăng.
D. Thấm khí và nước.
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 Hiđrocacbon.
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
Câu đúng là câu c và câu e.
c) Dầu mỏ là một hỗn hợp tự nhiên của nhiều loại Hiđrocacbon.
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 hiđrocacbon 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.
Câu 13. Tính chất nào dưới đây không phải là tính chất của cao su tự nhiên?
A. Không tan trong xăng và benzen
B. Không thấm khí và nước
C. Tính đàn hồi
D. Không dẫn điện và nhiệt
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.
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:
- Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích
- Bài toán về phản ứng đốt cháy Polime
- Bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa
- Bài toán về phản ứng Clo hóa PVC
- Bài tập về phản ứng trùng hợp
- Dạng bài tập lưu hóa cao su thiên nhiên
- Dạng bài tập về phản ứng trùng ngưng tạo Polime
Trên đây VnDoc.com đã giới thiệu tới bạn đọc tài liệu: Sơ đồ điều chế Cao su Buna. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Hóa học lớp 12, Thi thpt Quốc gia môn Văn, Thi thpt Quốc gia môn Lịch sử, Thi thpt Quốc gia môn Địa lý, Thi thpt Quốc gia môn Toán, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.
Để thuận tiện cho các bạn học sinh trong quá trình trao đổi cũng như cập nhật thông tin tài liệu mới nhất, mời bạn đọc cùng tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 12 để có thêm tài liệu học tập nhé
