تهيهي پلاستيكها

تئوري آزمايش:

در طبيعت تعدادي پليمر طبيعي مانند سلولز، لاستيك و پروتئين وجود دارد كه از مولكولهاي بزرگ تشكيل شده است. همين مسئله باعث الهام گرفتن انسان براي ساختن مولكلوهاي بزرگتر با كاربردهاي متفاوت است كه از حدود 50 سال قبل تلاشهايش را در اين زمينه آغاز كرده است.

تحقيقات در زمينه ساخت پليمرها شاخهي جديدي از علم شيمي پليمر را ايجاد كرد كه نقش آن در زندگي انسانها غير قابل انكار ميباشد. كشور ما به دليل داشتن مواد خام اوليه و ارز آوري بالاي محصولات پليمري يكي از بهترين پتانسيلها را در اين زمينه داراست. بنابر اين براي آشنايي هر چه بيشتر دانشآموزان با اين رشته از علم شيمي چند آزمايش را در زير آوردهايم.

كازئين

مواد و وسايل لازم:

«شير ـ محلول رقيق استيك اسيد ـ قيف شيشهاي ـ كاغذ صافي ـ ارلن ـ بشر ـ فرمالين»

روش كار:

در اين آزمايش طرز تهيهي كازئين را براي شما شرح ميدهيم كه ميتوان با مواد تقريباً ساده و ابتدايي آن را تهيه كرد. ابتدا به مقداري شير محلول رقيق استيك اسيد (سركه) بيفزائيد. سپس مخلوط را صاف كنيد. آنچه روي كاغذ صافي ميماند، استات كازئين است. استات كازئين را در يك قالب ريخته و تحت فشار قرار دهيد. بگذاريد خشك شود و به آن فرمالين اضافه كنيد تا سخت شود. كازئين به عنوان چسب چوب مورد استفاده قرار ميگيرد. اين رزين در ساخت ميلهاي بافندگي، زنبيل و … استفاده ميشود و نام های آن عبارتست از زوليت، آرينولد و كاسكو است.

رزين اوره ـ فرمالدئيد

مواد و وسايل مورد نياز:

«اوره ـ محلول فرمالدئيد ـ كلريدريك اسيد غليظ ـ بالن ـ مبرد برگشتي ـ بشر»

روش كار:

يك گرم اوره و 2 ميليليتر محلول فرمالدئيد را همراه 3 تا 4 قطره كلريدريك اسيد غليظ در يك بالن حجمي مجهز به مبرد برگشتي بريزيد و آن را براي مدت 2 ساعت در يك حمام آب داغ قرار دهيد تا رزين اروه ـ فرمالدئيد تشكيل شود.

اين رزين به رنگ سفيد شيري است و بر اثر حرارت دادن در قالب به جسم صلب تبديل ميشود كه ديگر نميتوان آن را دوباره به شكل ديگري درآورد. از اين رزين در ساخت لوازم الكتريكي (كليد و پريز، فنجانهاي نشكن، ورقههاي مطبق براي مصارف تزئيني) استفاده ميشود.

توضیح : مبرد برگشتی یا رفلاکس مبردی است شبیه به مبرد مارپیچ معمولی با این تفاوت که در آن مایع خنک کننده وارد قسمت مارپیچ شده و مایع خنک شونده وارد جداره خارجی می گردد. این مبرد بطور عمودی بر روی بالن تقطیر سوار می شود و احتیاج به لوله رابط ندارد.

سلولز استات

مواد و وسايل لازم:

«پنبه ـ استيك اسيد (گلاسيال) ـ بشر ـ بالن ـ مبرد برگشتي ـ انيدريد استيك ـ سولفوريك اسيد غليظ ـ كاغذ صافي ـ استون»

روش كار:

سلولز استات را از استيله كردن سلولز بدست ميآورند. از اين ماده بيشتر در ساخت ورقهاي شيشه استفاده ميشود كه به اين منظور مقداري پنبه را در استيك اسيد بيآب حل ميكنند و به مدت 15 دقيقه تا دماي حرارت دهيد و سپس بگذاريد تا سرد شود. سپس محلول بدست آمده را در يك بالن با مبرد برگشتي بريزيد و به آن استيك اسيد، انيدريد استيك و چند قطره محلول غليظ سولفوريك اسيد اضافه كنيد. مخلوط را براي مدت يك تا يك و نيم ساعت حرارت دهيد تا سلولز استات تشكيل شود. محتويات بالن را صاف كنيد. رزين بدست آمده را با آب كاملاً شستشو داده و سپس آن را خشك كنيد. رزين خشك شده را در استون حل كنيد و روي يك شيشه بريزيد. فيلمي از استات سلولز روي شيشه تشكيل ميشود.

توضیح: انیدریک استیک در شرایط خاص با آسپرین واکنش داده و ایجاد هروئین می نماید به همین دلیل تهیه این ماده فقط با مجوز رسمی از مراجع مربوطه امکان پذیر است.

در گزارش كار خود به يكي از سؤالات زير به طور مفصل پاسخ دهيد.

1. آيا ميتوان پلاستيكهاي ديگري نيز در آزمايشگاه تهيه كرد؟ روش آن را شرح دهيد.

2. در مورد پليمرها چه ميدانيد؟ شرح دهيد.

3. در مورد پلاستيكها چه ميدانيد؟ شرح دهيد.

4. چگونه ميتوان محيط زيست را از گزند پلاستيكها در امان نگه داشت؟

آزمايش هفتم

آشنايي با جرم حجمي

تخم مرغ شناور

مواد و وسايل لازم:

«سديم كلريد ـ تخم مرغ ـ بشر»

روش كار:

سه بشر را پر از آب كنيد. يكي از آنها را نمك سديم كلريد به صورت سير شده درآوريد. تخم مرغ در اين محلول شناور ميماند، زيرا جرم حجمي محلول سير شده نك طعام بيشتر از جرم حجمي تخم مرغ ميباشد.

در بشر دوم نصف مقدار بشر اول نمك طعام حل كنيد. تخم مرغ در وسط محلول معلق ميماند. چرا؟ در بشر سوم كه آب خالص دارد تخم مرغ به ته بشر ميرود. چرا؟

هيدروكلريك اسيد و تخم مرغ

وسايل و مواد لازم:

«تخم مرغ ـ هيدروكلريك اسيد ـ نمك خوراكي ـ استوانه مدرج»

در استوانهي مدرج 40 ميليليتر هيدروكلريك اسيد ريخته و مابقي آن را از آب پر كنيد. دقت كنيد سه استوانه مدرج مقداري خالي باشد. تخم مرغي را در آن بيندازيد تا بالا و پائين برود. اگر تخم مرغ بالا نيايد مقدار هيدروكلريك اسيد و نمك طعام در محلول حل كنيد. چنانچه تخم مرغ پائين نرفت به آن آب اضافه كنيد.

چون تخم مرغ دارای جرم و حجم زیادی است. عمل نوسان به کندی صورت می پذیرد. برای مشاهده نوسان های سریع تر می توانید به جای تخم مرغ از چند عدد نفتالین استفاده نمایید که در این صورت بایستی مقداری پودر سنگ مرمر به مواد داخل استوانه مدرج اضافه نمایید.

چرا تخم مرغ در استوانه مدرج به صورت متناوب بالا و پائين ميرود؟ واكنش مربوطه را بنويسيد.

ارتفاع گزينشي

مواد و وسايل لازم:

«جيوه ـ كربن تتراكلريد ـ سولفوريك اسيد غليظ ـ استن ـ آب ـ قطعه آهني ـ نفتالين ـ چوب ـ چوب پنبه ـيد ـ كات كبود ـ پتاسيم دي كرومات ـاستوانه مدرج ـ بشر»

مايعات انتخاب شده داراي چگاليهاي متفاوتي هستند. لذا براي رنگي شدن مايعات در كربن تتراكلريد و استن كمي يد و در آب كمي پتاسيم دي كرومات زرد يا كات كبود آبي حل كنيد. مايعات را به ترتيب جيوه، سپس سولفوريك اسيد، كربن تتراكلريد، آب و استن در استوانه مدرج بريزيد. ريختن مايعات بايدبه آرامي و با دقت صورت بگيرد. حال اجسام را به آرامي درون استوانه مدرج بياندازيد.

توجيهي براي تفاوت جرم حجمي در اجسام مختلف بياوريد.

در يك سفر توريستي به درياچه اروميه راهنماي سفر ادعا ميكند كه تا به حال هيچكس در اين درياچه غرق نشده است. آيا ادعاي اين شخص درست است؟ توضيح دهيد.