Propilen Trùng Hợp: Ứng Dụng và Cơ Chế Phản Ứng

Phản ứng Propilen Trùng Hợp (hay còn gọi là trùng hợp C3H6) là quá trình kết hợp nhiều phân tử propilen (CH2=CH–CH3) để tạo thành một polyme mạch dài, poli(propilen) [(-CH2–CH(CH3) -)n]. Đây là một phản ứng quan trọng trong công nghiệp hóa chất, tạo ra vật liệu có nhiều ứng dụng thực tế.

Phương Trình Phản Ứng Trùng Hợp Propilen

Phương trình tổng quát cho phản ứng propilen trùng hợp như sau:

nCH2=CH–CH3 → (-CH2–CH(CH3) -)n

Trong đó, ‘n’ là số lượng monome propilen tham gia vào phản ứng trùng hợp.

Điều Kiện Phản Ứng Trùng Hợp Propilen

Để phản ứng propilen trùng hợp xảy ra hiệu quả, cần có các điều kiện sau:

• Xúc tác: Thường sử dụng các xúc tác Ziegler-Natta hoặc các xúc tác metallocene.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ thích hợp tùy thuộc vào loại xúc tác sử dụng, thường dao động từ 50°C đến 150°C.
• Áp suất: Áp suất cao thường được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng.

Cơ Chế Phản Ứng Trùng Hợp Propilen

Cơ chế phản ứng propilen trùng hợp khá phức tạp và phụ thuộc vào loại xúc tác sử dụng. Tuy nhiên, về cơ bản, nó bao gồm các giai đoạn sau:

1. Khởi đầu: Xúc tác hoạt hóa monome propilen.
2. Phát triển mạch: Các monome propilen liên tục gắn vào mạch polyme đang phát triển.
3. Kết thúc mạch: Mạch polyme ngừng phát triển.

Ứng Dụng Của Poli(propilen)

Poli(propilen) (PP) là một loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất từ phản ứng propilen trùng hợp. Nó có nhiều ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp, bao gồm:

• Bao bì: Sản xuất màng bọc thực phẩm, túi đựng, chai lọ.
• Đồ gia dụng: Sản xuất các vật dụng như bàn ghế, thau chậu, hộp đựng.
• Công nghiệp ô tô: Sản xuất các bộ phận nội thất và ngoại thất ô tô.
• Y tế: Sản xuất các thiết bị y tế như ống tiêm, van tim nhân tạo.
• Sợi: Sản xuất sợi dùng trong dệt may, thảm, và các sản phẩm địa kỹ thuật.

Phân Biệt Anken Bằng Phản Ứng Với Dung Dịch Brom

Anken, bao gồm propilen, có khả năng làm mất màu dung dịch brom do phản ứng cộng. Phản ứng này được sử dụng để nhận biết anken:

CH2 = CH2 + Br2 → Br–CH2–CH2–Br

Hiện tượng: Dung dịch brom bị nhạt màu hoặc mất màu hoàn toàn.

Phản Ứng Oxi Hóa Anken

Anken cũng có thể bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO4, làm mất màu dung dịch thuốc tím.

3CH2=CH2 + 4H2O + 2KMnO4 → 3HO–CH2–CH2–OH + 2MnO2↓ + 2KOH

Bài Tập Vận Dụng

Câu 1: Trùng hợp 100 kg propilen, thu được m kg poli(propilen). Biết hiệu suất phản ứng là 90%, giá trị của m là:

A. 90 kg

B. 111,1 kg

C. 80 kg

D. 100 kg

Hướng dẫn giải:

Hiệu suất 90% nên khối lượng poli(propilen) thu được là: m = 100 kg * 90% = 90 kg. Đáp án A.

Câu 2: Chất nào sau đây có khả năng tham gia phản ứng propilen trùng hợp?

A. CH4

B. CH3-CH3

C. CH2=CH2

D. CH3-CH=CH2

Hướng dẫn giải:

Cả CH2=CH2 và CH3-CH=CH2 đều có liên kết đôi C=C nên có khả năng tham gia phản ứng trùng hợp. Tuy nhiên, CH3-CH=CH2 chính là propilen, nên đáp án phù hợp nhất là D.

Câu 3: Cho 5,6 lít (đktc) hỗn hợp X gồm etilen và propilen phản ứng vừa đủ với dung dịch brom chứa 32 gam brom. Phần trăm thể tích của propilen trong X là:

A. 60%

B. 40%

C. 50%

D. 75%

Hướng dẫn giải:

nBr2 = 32/160 = 0.2 mol

Gọi số mol etilen và propilen lần lượt là x, y.

x + y = 5.6/22.4 = 0.25

x + y = 0.2

Giải hệ phương trình: x = 0.05, y = 0.2

%V propilen = (0.2/0.25) * 100% = 80%.

Vậy không có đáp án đúng.

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 4,2 gam anken X thu được 13,2 gam CO2. Công thức phân tử của X là:

A. C2H4

B. C3H6

C. C4H8

D. C5H10

Hướng dẫn giải:

nCO2 = 13.2/44 = 0.3 mol

Gọi công thức phân tử của anken là CnH2n.

Số mol anken = số mol CO2 / n

Khối lượng mol của anken = 4.2 / (0.3/n) = 14n

14n = 12n + 2n

=> n = 3

=> CT: C3H6. Đáp án B.

Câu 5: Sản phẩm chính khi cho but-1-en tác dụng với HCl là:

A. 1-clobutan

B. 2-clobuten

C. 2-clobutan

D. 1-clobuten

Hướng dẫn giải:

Theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp, sản phẩm chính là 2-clobutan. Đáp án C.

Tài Liệu Tham Khảo

Bạn có thể tìm thêm thông tin về phản ứng propilen trùng hợp và các ứng dụng của poli(propilen) trong các tài liệu hóa học hữu cơ và hóa học polyme.