Phản ứng trùng hợp là gì? Cấu tạo và tính chất của phản ứng

Chắc nhiều em đã từng nghe qua khái niệm phản ứng trùng hợp Benzen rồi nhỉ. Nhưng có thể nhiều em chưa hiểu rõ cơ chế, phản ứng, sản phẩm tạo thành từ phản ứng trùng hợp là gì? Bài viết này giúp học hóa học tốt sẽ giải thích chi tiết về khái niệm phản ứng trùng hợp.

Khái niệm phản ứng trùng hợp là gì?

Phản ứng trùng hợp là quá trình các phân tử monome phản ứng với nhau để tạo thành một đại phân tử là polime. Các đại phân tử được tạo ra từ phản ứng trùng hợp có thể có cấu trúc tuyến tính hoặc phân nhánh. Có rất nhiều loại phản ứng trùng hợp khác nhau nhưng về cơ bản được chia thành hai loại chính là phản ứng trùng hợp tự nhiên và phản ứng trùng hợp nhân tạo.

Tùy thuộc vào các nhóm chức năng có trong các monome, độ phức tạp của phản ứng trùng hợp sẽ khác nhau. Các phản ứng trùng hợp đơn giản nhất liên quan đến sự hình thành các polime từ anken thông qua phản ứng gốc tự do. 

Polyetylen, một trong những polime quan trọng nhất về mặt thương mại, được điều chế thông qua quá trình trùng hợp etilen.

Câu hỏi về phản ứng trùng hợp

Câu hỏi: Phản ứng trùng hợp là gì? Viết phương trình phản ứng trùng hợp etilen; propilen, butađien; isopren.

Trả lời:

– Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polime.

– Phương trình phản ứng trùng hợp:

+ Trùng hợp Etilen: 

+ Trùng hợp Propilen: 

+Trùng hợp Butađien:    

+ Trùng hợp Isopren: 

Cơ chế trong phản ứng trùng hợp là gì?

Quy trình phản ứng trùng hợp có 3 bước chính gồm bắt đầu, lan truyền và kết thúc. Đối với cơ chế phản ứng, quá trình trùng hợp chủ yếu bao gồm hai phương pháp khác nhau. Chúng bao gồm cơ chế tự do và cơ chế theo chuỗi.

1 – Cơ chế trùng hợp tự do

Trong phản ứng trùng hợp tự do, các polime được hình thành do phản ứng độc lập giữa các nhóm chức của các đơn vị monome đơn giản. Mỗi bậc gồm sự kết hợp của hai polime có chiều dài khác nhau hoặc giống nhau để tạo thành một phân tử lớn hơn.

Phản ứng là một quá trình kéo dài và khối lượng phân tử tăng lên với tốc độ rất chậm.

2 – Cơ chế trùng hợp theo chuỗi

Trong phản ứng trùng theo chuỗi, các phân tử  monome kết hợp với nhau để tạo thành một chuỗi lớn. Các monome thêm vào có thể cùng loại hoặc khác loại. Nói chung, anken, ankadien và các dẫn xuất của anken thường được sử dụng trong loại phản ứng trùng ngưng này. Trong chế độ này, việc kéo dài chuỗi xảy ra do sự hình thành của các gốc tự do hoặc các loại ion.

Phản ứng trùng hợp anion là gì?

Phản ứng trùng hợp anion là một phản ứng trùng hợp bổ sung liên quan đến phản ứng trùng hợp của các monome được bắt đầu bằng các anion. Quá trình trùng hợp này sẽ được bắt đầu bằng sự chuyển electron từ ion sang monome.

Các chất ban đầu được sử dụng có lực electron yếu nếu monome có tính ái điện cao. Trong quá tăng trưởng chuỗi polime này, quá trình liên kết monome xảy ra ngay cả ở nhiệt độ thấp. Thường thì các monome vinyl được polime hóa bằng phương pháp này. Phương pháp này được sử dụng để sản xuất cao su polygiene tổng hợp, SBR và chất đàn hồi styrene nhiệt dẻo.

So sánh phản ứng trùng hợp và trùng ngưng

Nếu các em đã hiểu rõ về phản ứng trùng hợp là gì? Tiếp theo chúng ta sẽ so sánh sự khác nhau giữa phản ứng trùng hợp và phản ứng trùng ngưng.

Phản ứng trùng hợp là quá trình tổng hợp một đại phân tử từ rất nhiều phân tử nhỏ còn phản ứng trùng ngưng là quá hình hình thành phân tử mới từ 2 phân tử nhỏ.

Những điểm khác nhau chính giữa 2 loại phản ứng này là:

Cơ chế phản ứng: Phản ứng trùng hợp là phản ứng hóa học giữa các phân tử cùng một loại với nhau ( monome). Phản ứng trùng ngưng là quá trình phản ứng giữa hai phân tử khác nhau.

Điều kiện phản ứng: Phản ứng trùng hợp chỉ xảy ra trong điều kiện thích hợp ví dụ như nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác. Phản ứng trùng ngưng xảy ra ở nhiệt độ thường và ít khi sử dụng chất xúc tác.

Sản phẩm tạo thành: Sản phẩm phản ứng trùng hợp là Polime tự nhiên/nhân tạo, còn phản ứng trùng ngưng tạo ra các hợp chất đa dạng hơn.

Hiệu suất và tốc độ phản ứng: Phản ứng trùng hợp thường có hiệu suất cao hơn phản ứng trùng ngưng do tạo ra các sản phẩm lớn hơn.

Những câu hỏi liên quan đến phản ứng trùng hợp

1 – Phản ứng trùng hợp etilen là gì?

Phản ứng trùng hợp etilen là phản ứng để tạo ra butadien – C4H6, là một hợp chất quan trọng được sử dụng trong việc sản xuất cao su tổng hợp và nhựa nitrile-butadien-styren (NBS).

Phương trình phản ứng  2C2H4 → C4H6

2 – Este nào sau đây có phản ứng trùng hợp?

Danh sách các este có thể tham gia phản ứng trùng hợp là: HCOOCH=CH2, C2H3COOCH3 ( metyl acrylat )

3 – Phản ứng trùng hợp propilen

Phản ứng trùng hợp propilen xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp sẽ tạo thành sản phẩm tương ứng.

Phương trình: nC3H6 → (-C3H6-)n

4 – Chất tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra polime

Danh sách các chất tham gia phản ứng trùng hợp tạo Polime phổ biến gồm: etilen (C2H4), propilen (C3H6), Vinyl clorua (H2C=CHCl ), Isopren (C5H8),  Styren, tolune (C7H8),  phenol, Acrylonitrile, Tetrafluoroethylene…

5 – Cumen có phản ứng trùng hợp không

Câu trả lời là KHÔNG, Cumem không tham gia phản ứng trùng hợp được. Cumen là hidrocacbon có công thức phân tử là C9H12,  cumen được dùng để sản xuất phenol và axeton.

6 – Phản ứng trùng hợp của isopren

Phản ứng trùng hợp của isopren tạo ra các polime gồm nhựa polyisoprene và cao su tổng hợp.

7 – stiren có phản ứng trùng hợp không?

Stiren tham gia phản ứng trùng hợp được. Stiren – C8H8 phản ứng trùng hợp để tạo thành  Polime – poli stiren (-(C8H8)n-), một loại polime không màu, có độ bền cao.

8 – Toluen có phản ứng trùng hợp không?

Có, Toluen tham gia phản ứng trùng hợp để tạo thành polime là poli metacrylat styren-butadien (SBR).

9 – Nhựa novolac được điều chế bằng phản ứng trùng hợp nào?

Nhựa Novolac được điều chế bằng phản ứng trùng hợp của phenol với formaldehyde trong môi trường axit.

Lời kết: Đây là toàn bộ kiến thức về phản ứng trùng hợp là gì? Cơ chế, phản ứng minh họa chi tiết nhất. Đừng quên theo dõi Trang Tài Liệu để cập nhật thêm nhiều thông tin, kiến thức hữu ích khác.