Разработка синтетических каучуков впервые началась в России в 1900 году учениками Бутлерова — Кондаковым, Фаворским, Лебедевым, Бызовым[2]. В 1900 году И. Л. Кондаков впервые получил синтетическим путём изопрен, изучением полимеризации которого занялся А. Е. Фаворский. В 1903—1910 годах параллельно группами учёных под руководством С. В. Лебедева и Б. В. Бызова велись работы по получению синтетического каучука на основе 1,3-бутадиена методом гидролиза нефтяного сырья[3]. Одновременно и независимо подобные работы велись в Англии. Впервые технология производства бутадиенового синтетического каучука разработана в лаборатории завода «Треугольник» Б. В. Бызовым, получившим за это изобретение в 1911 году премию имени Бутлерова[4]. Однако патент на это изобретение был оформлен только в 1913 году. Во время Первой мировой войны на заводе «Треугольник» был освоен выпуск противогазов из синтетического каучука Бызова[5].
Первый патент на процесс получения бутадиенового синтетического каучука с использованием натрия в качестве катализатора полимеризации был выдан в Англии в 1910 году. Первое маломасштабное производство синтетического каучука по технологии, сходной с описанной, в английском патенте имело место в Германии во время Первой мировой войны. Производство бутадиена в России началось в 1915 году по технологии, разработанной И. И. Остромысленским, позднее эмигрировавшим в США. В СССР работы по получению синтетического каучука были продолжены Бызовым и Лебедевым, в 1928 году разработавшим советскую промышленную технологию получения бутадиена. Коммерческое производство синтетического каучука началось в 1919 году в США (Thiokol), и к 1940 году в мире производилось более 10 его марок. Основными производителями были США, Германия и СССР[6]. В СССР производство синтетического каучука было начато на заводе СК-1 в 1932 году по методу С. В. Лебедева (получение из этилового спирта бутадиена с последующей анионной полимеризацией жидкого бутадиена в присутствии натрия)[7]. Прочность на разрыв советского синтетического каучука составляла около 2000 psi (для натурального каучука этот показатель составляет 4500 psi, для Неопрена, производство которого было начато компанией Du Pont (США) в 1931 году — 4000 psi). В 1941 году в рамках поставок по программе ленд-лиза СССР получил более совершенную технологию получения синтетического каучука[6].
В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёл довольно широкое применение под названием «Буна»[de].
Синтез каучуков стал значительно дешевле с изобретением катализаторов Циглера — Натта.
Изопреновые каучуки — синтетические каучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов — металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетических каучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокой клейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.
В настоящее время большая часть производимых каучуков является бутадиен-стирольными или бутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.
Каучуки с гетероатомами в качестве заместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокой стойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действию солнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболее массовыми в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являются хлоропреновые каучуки (неопрен) — полимеры 2-хлорбутадиена.
В ограниченном масштабе производятся и используются тиоколы — полисульфидные каучуки, получаемые поликонденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) и полисульфидов щелочных металлов.
Основные типы синтетических каучуков:
Изопреновый
Бутадиеновый
Бутадиен-метилстирольный
Бутилкаучук (изобутилен-изопреновый сополимер)
Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовый сополимер)
Бутадиен-нитрильный (бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
Силоксановый
Фторкаучуки
Тиоколы.
Наиболее массовое применение каучуков — это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин.
Объяснение:
Решите любые 3 задания
По данным таблицы вычислить дельта Go298 реакции:
2(NH3) + 2,5 (O2) = 2 (NO) + 3 {H2O}.
В условии задачи и в уравнении реакции не указаны состояния веществ, но можно принять, что это реакция каталитического окисления аммиака и все исходные вещества и продукты реакции находятся в газообразном состоянии.
Определить термодинамическую возможность протекания процесса при стандартных условиях. Как повлияет на ход прямой реакции повышение температуры.
Энергию Гиббса химической реакции можно рассчитать как сумму энергий
Гиббса образования продуктов реакции за вычетом энергий Гиббса
образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов
по формуле:
ΔGреакц. = ΣΔG° 298 прод. – ΣΔG°298 исход
где ΔG° 298 –стандартная энергия Гиббса образования веществ.
ΔG° (O2) = 0 кДж/моль
ΔG° (NO) = 87,6 кДж/моль
ΔG°(H2O) = - 228,6 кДж/моль
ΔG°(реакции) = [ 3× (-228,6) + 2× 87,6] - [ 2×(-16,4] = - 477,8 кДж/моль
Отрицательное значение энергии Гиббса указывает на то, что реакция может протекать в стандартных условиях
Если подсчитать изменение энтальпии процесса
ΔН° (NH3) = - 45,9 кДж/моль
ΔН° (O2) = 0 кДж/моль
ΔН° (NO) = 91,3 кДж/моль
ΔН°(H2O) = - 241,8 кДж/моль
ΔН°реакц. = ΣΔН° 298 прод. – ΣΔН°298 исход
ΔН°реакц. = [3× (-241,8) + 2× 91,3] - [ 2× (-45,9) = - 451, 0 кДж/моль
Отрицательное значение изменения энтальпии указывает, то реакция экзотермическая и повышение температуры вызовет сдвиг равновесия процесса в сторону обратной реакции.
3. Определите равновесную концентрацию азота и начальные
аммиака и кислорода в реакции
4(NH3) + 3(O2) ⇔2(N2) + 6 (H2O),
если известно, что равновесные концентрации аммиака 1,22 моль/л, кислорода 2,79 моль/л и воды 7,56 моль/л:
Система находится в равновесии
4. Какими изменениями концентрации паров диоксида серы, температуры, общего давления можно повысить выход продукта в системе
2(SO2) + (O2) ⇔ 2(SO3).
Система находится в равновесии и протекает с уменьшением объема реагирующей системы. Поэтому с увеличением внешнего давления равновесие системы сместится в сторону прямой реакции, а при при понижении внешнего давления в сторону обратной реакции.
ответ мотивируйте.
5. Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе
2NO + Cl2 ⇔ 2NOCl
составляют соответственно 0.5 и 0.2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).
Раз к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота то это составило 0,1 моль тогда равновесная концентрация конечного продукта [NOCl] = 0,1 моль
А равновесная концентрация [NO] = 0,5-0,1 = 0,4 моль.
А равновесная концентрация хлора [Cl] = 0,2 - 0,05 = 0,15 моль
[NOCl]² ( 0,1)²
К рав = = = 0,417
[NO]²· [Cl] ( 0,4)²· 0,15
