Trong chương trình hóa hữu cơ lớp 12, bạn được tìm hiểu kiến thức về Monome. Vậy Monome là gì? Công thức của Monome? Cách điều chế Monome? Hãy cùng bài viết dưới đây của Dinhnghia.com.vn khám phá những thông tin hữu ích về chủ đề trên nhé!
Bạn đang đọc: Monome là gì? Monome thường gặp, điều chế polime từ monome
Contents
Tìm hiểu monome là gì?
Định nghĩa về monome
Monome được định nghĩa là các khối xây dựng của các phân tử phức tạp hơn, được gọi là polime. Các polyme được biết đến là bao gồm các đơn vị phân tử lặp lại và thường được nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị .
Từ monome được xuất phát từ mono- (một) và -mer (một phần). Monome chính là những phân tử nhỏ có thể được nối với nhau theo kiểu lặp lại, từ đó tạo thành các phân tử phức tạp hơn gọi là polyme.
Monome tạo thành polyme qua việc hình thành liên kết hóa học hoặc liên kết siêu phân tử thông qua một quá trình được gọi là trùng hợp.
Đôi khi các polime cũng được tạo ra từ các nhóm đơn vị monome liên kết (lên đến vài chục đơn phân) – được gọi là oligome. Để đủ điều kiện là một oligome thì các thuộc tính của phân tử cần thay đổi đáng kể nếu một hoặc một vài tiểu đơn vị được thêm hoặc loại bỏ. Ví dụ: Oligomers bao gồm collagen và parafin lỏng.
Một thuật ngữ liên quan khác là “protein đơn phân”. Nó được biết đến là một protein liên kết để tạo ra một phức hợp đa protein. Các monome không chỉ tạo ra các khối polyme, mà chính là các phân tử quan trọng theo cách riêng của chúng. Trong đó chúng không nhất thiết phải tạo thành các polyme trừ khi các điều kiện là đúng.
Ví dụ về các đơn phân
Đơn phân Monome trong tự nhiên phong phú nhất có thể kể đến là Glucozơ, mà Glucozơ được tạo thành từ các liên kết Glycosid như ảnh.
Ngoài ra, còn có các vinyl clorua và axit amin (trùng hợp thành peptide, polypeptide hay protein) cũng là các đơn phân monome.
Polime (đa phân) là gì?
Từ polime đến từ poly- (nhiều) và -mer (một phần). Một polime có thể là một đại phân tử tự nhiên hoặc được tổng hợp bao gồm các đơn vị lặp lại của một phân tử nhỏ hơn (monome).
Polyme còn được biết đến như là một loại phân tử lớn hơn nhiều bao gồm nhựa, cộng với nhiều vật liệu khác, như xenlulozơ, hổ phách và cao su tự nhiên.
Các hợp chất trọng lượng phân tử thấp hơn có thể được phân biệt bằng số lượng tiểu đơn vị mà chúng chứa. Các thuật ngữ như sau: dimer, trimer, tetramer, pentamer, hexamer, heptamer, octamer, nonamer, decamer, dodecamer, eicosamer đã phản ánh các phân tử chứa 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 20 đơn vị monome.
Nhóm các monome và polime
Các lớp của các phân tử sinh học có thể được nhóm lại thành các loại polime mà chúng tạo thành và các monome hoạt động như các tiểu đơn vị:
Lipid
- Polime là diglyceride, triglyceride.
- Monome là glixerol và axit béo.
Protein
- Polime là polipeptit.
- Monome là axit amin.
Axit nucleic
- Polime là DNA và RNA.
- Monome là nucleotit, lần lượt bao gồm một bazơ nitơ, đường pentose và nhóm photphat.
Cacbohidrat
- Polime là polisacarit và disacarit.
- Monome là monosacarit (đường đơn).
Một số loại monome thường gặp
Acrylamide: C3H5NO
Acrylamide được biết đến là chất rắn tinh thể không màu trắng, có thể hòa tan trong nước, etanol, ete và chloroform, có thể được điều chế bằng cách thủy phânacrylonitrilebởinitrile hydratase.
Acrylamide bị phân hủy bởi sự hiện diện của axit, bazơ, các tác nhân oxy hóa, sắt và muối sắt. Nó sẽ phân hủy không nhiệt để tạo thành amoniac, và phân hủy do nhiệt tạo ra khí carbon monoxide, carbon dioxide và oxit nitơ. Acrylamide hầu hết được sử dụng để tổng hợppolyacrylamides trong ngành công nghiệp hoặc sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm.
Axit acrylic: CH2=CHCOOH
Axit acrylic được biết đến là axit cacboxylic không no đơn giản nhất, bao gồm một nhóm vinyl liên kết trực tiếp với nhóm cacboxyl. Đây là một chất lỏng không màu này có mùi đặc trưng chát hay chua, có thể trộn lẫn với nước, rượu, ete hay chloroform và dễ cháy.
CH2 sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất các sản phẩm như sơn, keo, chất tẩy rửa và thuốc nhuộm. Có thể dùng Axit Acrylic để sản xuất các polyme, bao gồm polyme acrylic và polyme methacrylic.
Axit ioxitalamic
Axit ioxitalamic thường hay được biết đến dưới tên thương hiệu Telebrix. Đây là một phân tử monome được sử dụng để làm thuốc cản quang. Ngoài ra, nó được sử dụng dưới dạng muối, natri ioxitalamate và meglumine ioxitalamate.
Butađien (CH2=CH)2
Butađien hay còn gọi là buta – 1,3- đien được biết đến là một chất khí không màu và dễ dàng ngưng tụ thành chất lỏng.
Butađien đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất: là monome sản xuất cao su tổng hợp. Có thể thấy hai nhóm vinyl ghép vào nhau trong phân tử.
Buten C4H8
Buten được biết đến là một monome để tạo ra polibuten và có giá thành đắt hơn nhiều so với những chất polime khác với mạch cacbon ngắn hơn như polipropilen. Nó là chất khí, không màu, nhẹ hơn nước và tan tốt trong dầu mỡ. Nó có các tính chất hóa học như phản ứng cộng, oxi hóa và phản ứng trùng hợp.
Bởi giá cả khá cao mà polibuten được sử dụng đồng thời với một loại polyme khác và được dùng chế tạo các thành phần trong keo dán, chất dẻo (PVC, PE) hoặc nguyên liệu hóa học, dung môi.
Tìm hiểu thêm: Chuyên đề phản ứng cracking: Cơ chế, lý thuyết và Bài tập
Cloropren C4H5Cl
Cloropen được biết đến là tên thường gọi của hợp chất hóa học 2-clo-1,3-butadien, với công thức hóa học là C4H5Cl, gồm một chuỗi bốn nguyên tử carbon và một nguyên tử clo, với các liên kết đôi liên hợp.
Cloropen có tính đàn hồi, khả năng chịu nhiệt và tính ổn định hóa học cao. Bởi thế nó trở thành đơn phân để tạo thành chuỗi (polime) policloropren – một loại cao su tổng hợp. Ứng dụng của Cloropen khá nhiều, nó được dùng để chế tạo miếng đệm, ống mềm và vòng đệm, công nghiệp ô tô hoặc hàng tiêu dùng, vật liệu y tế, dệt may nhờ vào độ bền.
Xiclopenten C5H8
Xiclopenten được biết đến là một hợp chất hóa học thuộc dãy xicloankan với công thức C5H8. Nó là một chất lỏng không màu, có mùi giống mùi dầu, đặc biệt rất dễ cháy. Các tính chất hóa học của Xiclopenten là phản ứng cộng, oxi hóa và phản ứng thế bới kim loại.
Với các tính chất của mình, Xiclopenten thường được sử dụng giống như một monome để tổng hợp chất dẻo.
Êtilen CH2=CH2
Êtilen vốn được biết đến như là chất khí không màu, không mùi, hơi nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước, tan nhiều trong ete và một số dung môi hữu cơ. Mỗi nguyên tử cacbon liên kết với hai nguyên tử hiđro trong phân tử Êtilen, hai hóa trị còn lại dùng để liên kết hai nguyên tử cacbon với nhau.
Êtilen có gây ra phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và oxi hóa. Chủ yếu ứng dụng trong công nghiệp, etilen sẽ được điều chế bằng phản ứng tách hiđro từ ankan tương ứng hoặc bằng phản ứng craking, dùng để tổng hợp polime và các hợp chất hữu cơ khác.
Propen C3H6
Propen vốn là một hợp chất hữu cơ không bão hòa với công thức hóa học C3H6. Nó có một liên kết đôi và thuộc nhóm hidrocacbon anken. Nó là một loại khí không màu với mùi giống như dầu mỏ.
Được điều chế bằng cách ứng tách hiđro từ ankan tương ứng hoặc bằng phản ứng craking, Propen là nguyên liệu quan trọng thứ hai sau công nghiệp hóa dầu, dùng để sản xuất các hóa chất quan trọng như propylen oxit, acrylonitril, cumene, butyraldehyde và acrylic acid.
Isopren CH2=C(CH3)−CH=CH2
Ở dạng nguyên chất, Isopren được biết đến là một chất lỏng dễ bay hơi không màu. Isopren theo nghiên cứu có trong nhiều loại thực vật, động vật và polime của nó là thành phần chính của cao su tự nhiên.
Isopren có thể giúp hạ nhiệt, chống lại stress nhiệt vừa phải (khoảng 40 °C). Isoprene được sản xuất bởi nhiều loại thực vật và động vật, là thành phần chính của cao su tự nhiên.
Vinyl clorua H2C=CHCl
Poli vinyl clorua là một loại polyme nổi tiếng với tính chất phức tạp của mình. Cấu trúc chính của PVC bao gồm chuỗi dài các đơn vị monomer vinyl clorua nối với nhau thông qua liên kết C-C. Nó có các tính chất hóa học bao gồm: Kháng hóa học, Độ cứng và cơ học, Chống cháy – Cách điện, Chịu nhiệt, Dẻo và co giãn.
Với khả năng chống chịu tác động của ánh sáng, nhiệt độ và các chất hóa học khác, nó được dùng làm hóa chất công nghiệp quan trọng, sử dụng chủ yếu để sản xuất polime polivinyl clorua (PVC) và ngành y tế.
Điều chế một số polime từ monome
Hiện tại ta có 2 cách để điều chế Polime từ monome:
Điều chế bằng Phản ứng trùng hợp:
- Điều kiện: Monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết bội hoặc vòng kém bền.
- Cách điều chế: Kết hợp nhiều monome giống nhau hay tương tự nhau lại, từ đó sản sinh ra phân tử lớn qua quá trình hóa học.
Điều chế bằng Phản ứng trùng ngưng:
- Điều kiện: Có ít nhất hai nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo được liên kết với nhau.
- Cách điều chế: Bằng việc kết hợp nhiều phân monome thành polime, đồng thời giải phóng những phân tử nhỏ khác như H2O.
Bài tập về monome có lời giải chi tiết
Bài 1: Chất nào sau đây có khả năng trùng hợp thành cao su?
A. CH2=C(CH3)CH=CH2
B. CH3 – C(CH3)=C=CH2
C. CH3 – CH2 – C ≡ CH
D. CH3 – CH = CH – CH3
- Đáp án: A
Bài 2: Clo hóa PVC thu được một polime chứa 63,96% clo về khối lượng, trung bình một phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong đoạn mạch PVC. Giá trị của k là:
- Đáp án: (C2H3Cl)k + Cl2 → C2kH3k-1Clk+1 + HCl => [(35,5(k+1)) / (62,5k+34,5)] * 100 = 63,96 => k=3
Bài 3: Một polime mà một mắt xích của nó gồm các nguyên tử C, các nguyên tử Cl và H. Polime này có hệ số trùng hợp là 560 và phân tử khối là 35.000. Polime có công thức là gì?
- Đáp án: Mmonome = 35000 : 560 = 62,5 ⇒ Monome là CH2=CHCl
Bài 4: Khối lượng phân tử của tơ capron là 15000 đvC. Số mắt xích trong công thức phân tử của loại cơ này là gì?
- Đáp án: Tơ capron [-NH-(CH2)5-CO-] ⇒ Số mắt xích của tơ là 15000 : 113 = 133
Bài 5: Khi trùng hợp vinyl clorua ở áp suất cao, người ta thu được poli vinyl clorua (PVC) có phân tử khối trung bình bằng 750000 đvC. Hệ số trùng hợp là bao nhiêu?
- Đáp án: Hệ số trùng hợp là 750000 / 62,5 = 12000
>>>>>Xem thêm: Fructozơ là gì? Công thức cấu tạo, Tính chất và Ứng dụng của Fructozơ
Trên đây là một số thông tin về chủ đề “monome là gì”, hi vọng đã cung cấp cho bạn những kiến thức hữu ích phục vụ cho quá trình học tập của bản thân. Nếu có bất cứ câu hỏi hay băn khoăn liên quan đến nội dung bài viết Monome là gì, đừng quên để lại ở nhận xét bên dưới nhé. Chúc bạn luôn học tập tốt!
